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JAEA-Technology JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research Institute Tokai Research and Development Center 東海研究開発センター 原子力科学研究所 放射線管理部 June 2011 Japan Atomic Energy Agency 日本原子力研究開発機構 清水 滋 澤畠 忠広 梶本 与一 志風 義明 吉原 泰明 立部 洋介 Shigeru SHIMIZU, Tadahiro SAWAHATA, Yoichi KAJIMOTO, Yoshiaki SHIKAZE Yasuaki YOSHIHARA and Yosuke TATEBE 放射線測定器の性能試験に用いる 国際規格に準拠したX線標準場の整備 Establishment of X-ray Reference Fields for Performance Tests of Radiation Measuring Instruments Based on International Standard

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Page 1: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA

- TechnologyJAEA-Technology

2011-008

Department of Radiation ProtectionNuclear Science Research Institute

Tokai Research and Development Center

東海研究開発センター原子力科学研究所

放射線管理部

June 2011

Japan Atomic Energy Agency 日本原子力研究開発機構

清水 滋 澤畠 忠広 梶本 与一 志風 義明吉原 泰明 立部 洋介

Shigeru SHIMIZU Tadahiro SAWAHATA Yoichi KAJIMOTO Yoshiaki SHIKAZEYasuaki YOSHIHARA and Yosuke TATEBE

放射線測定器の性能試験に用いる国際規格に準拠したX線標準場の整備

Establishment of X-ray Reference Fields for Performance Tests of Radiation

Measuring Instruments Based on International Standard

i

JAEA-Technology 2011-008

放射線測定器の性能試験に用いる国際規格に準拠したX線標準場の整備

日本原子力研究開発機構 東海研究開発センター 原子力科学研究所 放射線管理部

清水 滋澤畠 忠広 梶本 与一志風 義明吉原 泰明 立部 洋介

(2011 年 2 月 16 日受理)

国際標準化機構の国際規格 ISO4037-1 では放射線防護用測定器の性能試験に用いるX線標準場

が設定され世界的に適用されている原子力科学研究所の当該X線標準場は2003 年に整備して

運用してきた中硬X線照射装置のX線管球の破損交換に伴い新たな機種のX線管球を設置した

ため当該X線標準場を 2010 年に再構築しISO4037-1 に準拠した Narrow series Wide series及び High air-kerma series の3つのシリーズを 27 の線質について整備した本論文ではX線管

電圧 20kV~300kV の中硬X線領域においてX線場の線質設定各線量単位のX線スペクトル

空気カーマから線量当量への換算係数及び ISO4037-1 の線質との比較について述べる実験の結果

原科研のX線標準場の線質は国際規格の線質と良く一致していることを確認したまたISO 線

質を設定する場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより国際規格

に基づく放射線防護用測定器の性能試験及び世界の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施

できることになりこれらの詳細なデータを明らかにした 原子力科学研究所319-1195 茨城県那珂郡東海村白方白根 2-4 (財 )放射線計測協会

ii

JAEA-Technology 2011-008

Establishment of X-ray Reference Fields for Performance Tests of Radiation Measuring Instruments Based on International Standard

Shigeru SHIMIZU Tadahiro SAWAHATA Yoichi KAJIMOTO Yoshiaki SHIKAZE Yasuaki YOSHIHARAand Yosuke TATEBE

Department of Radiation Protection Nuclear Science Research Institute

Tokai Research and Development Center Japan Atomic Energy Agency

Tokai-mura Naka-gun Ibaraki-ken

(Received February 16 2011)

The International Standard ISO4037-1 is applied worldwide for setting the condition of X-ray reference fields to be used for the performance test of radiation measuring instruments for radiation protection X-ray reference fields were established at the Facility of Radiation Standard in Nuclear Science Research Institute in 2003 and had been operated In 2010 we rebuilt the X-ray reference fields by replacing the X-ray tube with a new model due to the damage of the old one of the middle-hard X ray irradiation device We have established three series of medium-hard X-ray reference fields Narrow Wide and High air-kerma series with 27 radiation qualities based on ISO 4037-1 This article described quality of the X-ray fields X-ray spectra conversion coefficients to the dose equivalent from Air-kerma and comparison with the quality of ISO4037-1 in the X-ray fields of medium-hard X-ray voltages ranging from 20kV to 300kV As the results of experiments these X-ray reference fields were well agreed with the condition of the international standard In addition we clarified points to pay attention in setting ISO qualities and the issues in the index of the ISO quality As a result these X-ray reference fields were found to be used to carry out the performance test standard irradiation based on the international standard and an intercomparison experiment with the reference laboratories in the world

Keywords X-ray Reference Field Radiation Measuring Instrument ISO4037-1

Half Value Layer Beam Quality X-ray Energy Spectra Calibration Effective Energy International Secondary Standard

Institute of Radiation Measurement

JAEA-Technology 2011-008

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目 次 1 序 論 1 2 X線標準場の設定 2

21 線質の設定方法 2 22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 3 23 設定結果及び ISO との比較 4

3 各線質のX線エネルギースペクトルの評価 9 31 測定方法 9

311 フルエンススペクトルの評価 9 312 線量スペクトルの評価 10 313 スペクトル分解能の評価 12 32 結果及び ISO との比較 13

4 線質に対する線量当量換算係数の評価 39 41 評価方法 39 42 評価結果及び ISO との比較 39

5 結 論 49 参考文献 52 付録 A ISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様 53

JAEA-Technology 2011-008

iv

Contents 1 Introduction 1 2 Characterization of X-ray Reference Fields 2

21 Characterization Methods of Radiation Quality 2 22 Ionization Chamber used for Measurement of Half Value Layer 3 23 Results and Comparison with the ISO Standard 4

3 Estimation of X-ray Energy Spectra for Reference Fields 9 31 Measurement Methods 9 311 Fluence Spectrum 9 312 Dose Spectrum 10 313 Resolution of Spectrum 12 32 Results and Comparison with the ISO Standard 13

4 Estimation of Dose Equivalent Conversion Coefficients for Reference Fields 39 41 Estimation Method 39 42 Results and Comparison with the ISO Standard 39

5 Conclusions 49 References 52 Appendix A Specifications of quality of three series of ISO4037-1(1996) 53

JAEA-Technology 2011-008

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1序 論 原子力科学研究所放射線標準施設棟で長年使用してきた米国パンタック社製 HF-420C 型中硬X

線照射装置のX線管球(ドイツAEG-TELEFUNKEN 社製 MB4201 型)が 2008 年 2 月に破損し

2009年1月に別機種のX線管球(スイスコメット社製MXR-35026型)に交換を行ったこのため

2003 年に設定して運用してきた ISO4037-11)(以下「ISO」という)の国際規格に対応したX線標準

場2)が利用できないことから新たな実験評価により新X線管球に対するX線標準場を再構築し

た 本論文はX線質の設定設定場のX線波高分布からフルエンス空気カーマ各種線量当量に

対応したスペクトルの評価X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価及び ISO 線

質と本施設での設定線質(以下「JAEA 線質」という)との比較について実験データに基づいてま

とめたものである X線質の設定はISO が推奨するX線標準場のうちスペクトルの広がりが最も狭い Narrow シ

リーズスペクトルの広がりを持たせた Wide シリーズ高線量の空気カーマ率に対応させた High air-kerma シリーズの3つのシリーズである設定方法はISO の基礎フィルタとほぼ同じ厚さを

装荷しISO の評価項目である半価層均等度平均エネルギーエネルギー分解能及び線量強度

を評価し日本国内の日本工業規格 JIS Z 45113)で規定される実効エネルギー及び線質指標を追加

して評価した半価層の測定では国家標準とトレーサビリティが確保された電離箱式線量計を使

用して実施し第一半価層と第二半価層の比から均等度を求めた国内規格に対応した実効エネル

ギーの評価はWMJVeigele ら4)の線減弱係数のデータをフィッティング関数を決定し計算に

より行った各X線標準場は上記の ISO シリーズの線量強度が異なる3つのシリーズに対して

管電圧 20kV から 300kV の範囲で平均エネルギー144keV から 248keV において全体で 27 の線質

を構築した これらの線質について高純度 Ge 検出器で測定した波高分布に検出効率などの補正を行ってフル

エンススペクトルを求め平均エネルギーエネルギー分解能及びスペクトルの健全性を確認する

と共にICRP Publication 745)BGrosswendt6)等の換算係数を用いて空気カーマスペクトル

(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量

当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))をそれぞれ評価しその平均エネルギーを求めた X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価は上記の空気カーマスペクトルと各

種線量当量スペクトルの比による換算係数各スペクトルの平均エネルギーでの換算係数及び各線

質の実効エネルギーでの換算係数をそれぞれ求め相互の比較を行った 得られた JAEA 線質と ISO 線質について半価層実効エネルギーフルエンススペクトル

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能及び ISO4037-37)に示される線量当量換算係数等の

比較を行い両者の整合性について考察した これらの実験結果から各シリーズの JAEA 線質はISO 線質と良く一致していることが明らか

になり各線質のスペクトルの健全性も確認したまたISO 線質を設定する場合の留意点や ISO線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより本標準場を使用して放射線防護用測定器

に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した放射線測定器に関する IEC 規格の性能試験及び世界

の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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2X線標準場の設定 21 線質の設定方法

標準場の設定に用いる中硬X線照射装置の機器構成及び基礎フィルタの種類等は文献 8)の2章

の記載と同様であるため本論文では割愛するなお連続X線のろ過効果に影響するX線管球の窓

材及び厚さはベリリウムの 3mm と 10keV 以下の低エネルギーの特性X線を減弱させるアルミニ

ウムの 03mm であるまたX線をろ過する基礎フィルタ(Additional filter)には付録Aに示す

ISO の各シリーズと同じアルミニウム(Al)銅(Cu)すず(Sn)及び鉛(Pb)の 4 種類の材料を用意し

純度は Al が 994以上でその他の材質が 999以上厚さの精度は plusmn1以内である以下に線

質の設定方法を示すただしJAEA 線質では中硬X線照射装置を利用するため20kV 未満の

放射線強度が低いことからこれらの線質の設定を除外した 付録Aに示す ISO の各シリーズには各管電圧の線質に対して基礎フィルタ厚さ第1半価層

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能が示されている一方国内の線質条件は日本工

業規格の JIS Z 4511 に示され第1半価層から求める実効エネルギー(Effective energy)第1半

価層と第2半価層の比による均等度(Homogeneity coefficient)実効エネルギーと最大エネルギー

の比による線質指標(Quality index)が規定されている従って本設定ではISO 及び JIS の両規

格趣味の線質条件が満たされるように各データを取得した まず線質を決めるための条件として基礎フィルタ及び半価層測定フィルタの材質は付録A

に示す ISO の各シリーズのものと同じにし基礎フィルタの厚さは我々が用意したフィルタの組み

合わせから ISO に最も近い厚さとしたこの結果AlCu 及び Pb はplusmn002mm 以内で一致した

がSn は 006mm~012mm の違いが生じた半価層の測定ではX線スペクトルのエネルギー領

域により 22 項に示す Ionex2575 と EXRADIN A6 を使い分けX線管球の焦点と検出器との測定

距離は 20m とした 第 1 半価層から線質の実効エネルギーを求める評価方法は200keV 以下のエネルギーについて

は文献 2)及び文献 8)で示される下記の(2-1)式及び(2-2)式により算出した150keV から

400keV のエネルギー範囲については付録Aに示す ISO 線質の半価層が Cu で評価されており

これとの比較を行うため新たに Table2-1 の数値を用いて(2-3)式に示す Cu に対するフィ

ッティング関数を作成し実効エネルギーを算出した3つの近似式の誤差はplusmn1であるまた

半価層の評価方法は基礎フィルタのみを装荷したときの線量を基準としAl または Cu の半価層

測定フィルタの厚さを一定間隔で増やしながら測定を行い基準の線量から 14 以下になる厚さま

で測定を行ったフィルタ厚毎の測定値を基準の線量に対する減衰率の対数値を算出して3 次

式または 2 次式の近似式を求め基礎フィルタを装荷したときの線量が 1214 になるフィルタの

厚さを近似式から算出した12 になる厚さを第1半価層(t1)とし14 になる厚さから第 1 半価層

を差し引いた厚さを第 2 半価層(t2)として求めたまたX線スペクトルの単色化の程度を表す均

等度(H) (100単色エネルギー)及びX線スペクトルの幅の比率を表す線質指標(QI)は(2-4)式及び

(2-5)式により算出した Eeff = 2203t10341 + 01469t1201 (Al 6keV to 60keV) (2-1) Eeff = 7648t10355 + 2543t1200 (Cu 15keV to 200keV) (2-2)

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Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

JAEA-Technology 2011-008

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Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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- 5 -

「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

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- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

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- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

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- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

放射線測定器の性能試験に用いる国際規格に準拠したX線標準場の整備

日本原子力研究開発機構 東海研究開発センター 原子力科学研究所 放射線管理部

清水 滋澤畠 忠広 梶本 与一志風 義明吉原 泰明 立部 洋介

(2011 年 2 月 16 日受理)

国際標準化機構の国際規格 ISO4037-1 では放射線防護用測定器の性能試験に用いるX線標準場

が設定され世界的に適用されている原子力科学研究所の当該X線標準場は2003 年に整備して

運用してきた中硬X線照射装置のX線管球の破損交換に伴い新たな機種のX線管球を設置した

ため当該X線標準場を 2010 年に再構築しISO4037-1 に準拠した Narrow series Wide series及び High air-kerma series の3つのシリーズを 27 の線質について整備した本論文ではX線管

電圧 20kV~300kV の中硬X線領域においてX線場の線質設定各線量単位のX線スペクトル

空気カーマから線量当量への換算係数及び ISO4037-1 の線質との比較について述べる実験の結果

原科研のX線標準場の線質は国際規格の線質と良く一致していることを確認したまたISO 線

質を設定する場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより国際規格

に基づく放射線防護用測定器の性能試験及び世界の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施

できることになりこれらの詳細なデータを明らかにした 原子力科学研究所319-1195 茨城県那珂郡東海村白方白根 2-4 (財 )放射線計測協会

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JAEA-Technology 2011-008

Establishment of X-ray Reference Fields for Performance Tests of Radiation Measuring Instruments Based on International Standard

Shigeru SHIMIZU Tadahiro SAWAHATA Yoichi KAJIMOTO Yoshiaki SHIKAZE Yasuaki YOSHIHARAand Yosuke TATEBE

Department of Radiation Protection Nuclear Science Research Institute

Tokai Research and Development Center Japan Atomic Energy Agency

Tokai-mura Naka-gun Ibaraki-ken

(Received February 16 2011)

The International Standard ISO4037-1 is applied worldwide for setting the condition of X-ray reference fields to be used for the performance test of radiation measuring instruments for radiation protection X-ray reference fields were established at the Facility of Radiation Standard in Nuclear Science Research Institute in 2003 and had been operated In 2010 we rebuilt the X-ray reference fields by replacing the X-ray tube with a new model due to the damage of the old one of the middle-hard X ray irradiation device We have established three series of medium-hard X-ray reference fields Narrow Wide and High air-kerma series with 27 radiation qualities based on ISO 4037-1 This article described quality of the X-ray fields X-ray spectra conversion coefficients to the dose equivalent from Air-kerma and comparison with the quality of ISO4037-1 in the X-ray fields of medium-hard X-ray voltages ranging from 20kV to 300kV As the results of experiments these X-ray reference fields were well agreed with the condition of the international standard In addition we clarified points to pay attention in setting ISO qualities and the issues in the index of the ISO quality As a result these X-ray reference fields were found to be used to carry out the performance test standard irradiation based on the international standard and an intercomparison experiment with the reference laboratories in the world

Keywords X-ray Reference Field Radiation Measuring Instrument ISO4037-1

Half Value Layer Beam Quality X-ray Energy Spectra Calibration Effective Energy International Secondary Standard

Institute of Radiation Measurement

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目 次 1 序 論 1 2 X線標準場の設定 2

21 線質の設定方法 2 22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 3 23 設定結果及び ISO との比較 4

3 各線質のX線エネルギースペクトルの評価 9 31 測定方法 9

311 フルエンススペクトルの評価 9 312 線量スペクトルの評価 10 313 スペクトル分解能の評価 12 32 結果及び ISO との比較 13

4 線質に対する線量当量換算係数の評価 39 41 評価方法 39 42 評価結果及び ISO との比較 39

5 結 論 49 参考文献 52 付録 A ISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様 53

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iv

Contents 1 Introduction 1 2 Characterization of X-ray Reference Fields 2

21 Characterization Methods of Radiation Quality 2 22 Ionization Chamber used for Measurement of Half Value Layer 3 23 Results and Comparison with the ISO Standard 4

3 Estimation of X-ray Energy Spectra for Reference Fields 9 31 Measurement Methods 9 311 Fluence Spectrum 9 312 Dose Spectrum 10 313 Resolution of Spectrum 12 32 Results and Comparison with the ISO Standard 13

4 Estimation of Dose Equivalent Conversion Coefficients for Reference Fields 39 41 Estimation Method 39 42 Results and Comparison with the ISO Standard 39

5 Conclusions 49 References 52 Appendix A Specifications of quality of three series of ISO4037-1(1996) 53

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1序 論 原子力科学研究所放射線標準施設棟で長年使用してきた米国パンタック社製 HF-420C 型中硬X

線照射装置のX線管球(ドイツAEG-TELEFUNKEN 社製 MB4201 型)が 2008 年 2 月に破損し

2009年1月に別機種のX線管球(スイスコメット社製MXR-35026型)に交換を行ったこのため

2003 年に設定して運用してきた ISO4037-11)(以下「ISO」という)の国際規格に対応したX線標準

場2)が利用できないことから新たな実験評価により新X線管球に対するX線標準場を再構築し

た 本論文はX線質の設定設定場のX線波高分布からフルエンス空気カーマ各種線量当量に

対応したスペクトルの評価X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価及び ISO 線

質と本施設での設定線質(以下「JAEA 線質」という)との比較について実験データに基づいてま

とめたものである X線質の設定はISO が推奨するX線標準場のうちスペクトルの広がりが最も狭い Narrow シ

リーズスペクトルの広がりを持たせた Wide シリーズ高線量の空気カーマ率に対応させた High air-kerma シリーズの3つのシリーズである設定方法はISO の基礎フィルタとほぼ同じ厚さを

装荷しISO の評価項目である半価層均等度平均エネルギーエネルギー分解能及び線量強度

を評価し日本国内の日本工業規格 JIS Z 45113)で規定される実効エネルギー及び線質指標を追加

して評価した半価層の測定では国家標準とトレーサビリティが確保された電離箱式線量計を使

用して実施し第一半価層と第二半価層の比から均等度を求めた国内規格に対応した実効エネル

ギーの評価はWMJVeigele ら4)の線減弱係数のデータをフィッティング関数を決定し計算に

より行った各X線標準場は上記の ISO シリーズの線量強度が異なる3つのシリーズに対して

管電圧 20kV から 300kV の範囲で平均エネルギー144keV から 248keV において全体で 27 の線質

を構築した これらの線質について高純度 Ge 検出器で測定した波高分布に検出効率などの補正を行ってフル

エンススペクトルを求め平均エネルギーエネルギー分解能及びスペクトルの健全性を確認する

と共にICRP Publication 745)BGrosswendt6)等の換算係数を用いて空気カーマスペクトル

(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量

当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))をそれぞれ評価しその平均エネルギーを求めた X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価は上記の空気カーマスペクトルと各

種線量当量スペクトルの比による換算係数各スペクトルの平均エネルギーでの換算係数及び各線

質の実効エネルギーでの換算係数をそれぞれ求め相互の比較を行った 得られた JAEA 線質と ISO 線質について半価層実効エネルギーフルエンススペクトル

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能及び ISO4037-37)に示される線量当量換算係数等の

比較を行い両者の整合性について考察した これらの実験結果から各シリーズの JAEA 線質はISO 線質と良く一致していることが明らか

になり各線質のスペクトルの健全性も確認したまたISO 線質を設定する場合の留意点や ISO線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより本標準場を使用して放射線防護用測定器

に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した放射線測定器に関する IEC 規格の性能試験及び世界

の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施できることになった

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2X線標準場の設定 21 線質の設定方法

標準場の設定に用いる中硬X線照射装置の機器構成及び基礎フィルタの種類等は文献 8)の2章

の記載と同様であるため本論文では割愛するなお連続X線のろ過効果に影響するX線管球の窓

材及び厚さはベリリウムの 3mm と 10keV 以下の低エネルギーの特性X線を減弱させるアルミニ

ウムの 03mm であるまたX線をろ過する基礎フィルタ(Additional filter)には付録Aに示す

ISO の各シリーズと同じアルミニウム(Al)銅(Cu)すず(Sn)及び鉛(Pb)の 4 種類の材料を用意し

純度は Al が 994以上でその他の材質が 999以上厚さの精度は plusmn1以内である以下に線

質の設定方法を示すただしJAEA 線質では中硬X線照射装置を利用するため20kV 未満の

放射線強度が低いことからこれらの線質の設定を除外した 付録Aに示す ISO の各シリーズには各管電圧の線質に対して基礎フィルタ厚さ第1半価層

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能が示されている一方国内の線質条件は日本工

業規格の JIS Z 4511 に示され第1半価層から求める実効エネルギー(Effective energy)第1半

価層と第2半価層の比による均等度(Homogeneity coefficient)実効エネルギーと最大エネルギー

の比による線質指標(Quality index)が規定されている従って本設定ではISO 及び JIS の両規

格趣味の線質条件が満たされるように各データを取得した まず線質を決めるための条件として基礎フィルタ及び半価層測定フィルタの材質は付録A

に示す ISO の各シリーズのものと同じにし基礎フィルタの厚さは我々が用意したフィルタの組み

合わせから ISO に最も近い厚さとしたこの結果AlCu 及び Pb はplusmn002mm 以内で一致した

がSn は 006mm~012mm の違いが生じた半価層の測定ではX線スペクトルのエネルギー領

域により 22 項に示す Ionex2575 と EXRADIN A6 を使い分けX線管球の焦点と検出器との測定

距離は 20m とした 第 1 半価層から線質の実効エネルギーを求める評価方法は200keV 以下のエネルギーについて

は文献 2)及び文献 8)で示される下記の(2-1)式及び(2-2)式により算出した150keV から

400keV のエネルギー範囲については付録Aに示す ISO 線質の半価層が Cu で評価されており

これとの比較を行うため新たに Table2-1 の数値を用いて(2-3)式に示す Cu に対するフィ

ッティング関数を作成し実効エネルギーを算出した3つの近似式の誤差はplusmn1であるまた

半価層の評価方法は基礎フィルタのみを装荷したときの線量を基準としAl または Cu の半価層

測定フィルタの厚さを一定間隔で増やしながら測定を行い基準の線量から 14 以下になる厚さま

で測定を行ったフィルタ厚毎の測定値を基準の線量に対する減衰率の対数値を算出して3 次

式または 2 次式の近似式を求め基礎フィルタを装荷したときの線量が 1214 になるフィルタの

厚さを近似式から算出した12 になる厚さを第1半価層(t1)とし14 になる厚さから第 1 半価層

を差し引いた厚さを第 2 半価層(t2)として求めたまたX線スペクトルの単色化の程度を表す均

等度(H) (100単色エネルギー)及びX線スペクトルの幅の比率を表す線質指標(QI)は(2-4)式及び

(2-5)式により算出した Eeff = 2203t10341 + 01469t1201 (Al 6keV to 60keV) (2-1) Eeff = 7648t10355 + 2543t1200 (Cu 15keV to 200keV) (2-2)

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- 3 -

Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

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- 4 -

Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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- 5 -

「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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- 6 -

(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

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- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

JAEA-Technology 2011-008

- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

JAEA-Technology 2011-008

- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

JAEA-Technology 2011-008

- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

JAEA-Technology 2011-008

- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

JAEA-Technology 2011-008

- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 3: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

ii

JAEA-Technology 2011-008

Establishment of X-ray Reference Fields for Performance Tests of Radiation Measuring Instruments Based on International Standard

Shigeru SHIMIZU Tadahiro SAWAHATA Yoichi KAJIMOTO Yoshiaki SHIKAZE Yasuaki YOSHIHARAand Yosuke TATEBE

Department of Radiation Protection Nuclear Science Research Institute

Tokai Research and Development Center Japan Atomic Energy Agency

Tokai-mura Naka-gun Ibaraki-ken

(Received February 16 2011)

The International Standard ISO4037-1 is applied worldwide for setting the condition of X-ray reference fields to be used for the performance test of radiation measuring instruments for radiation protection X-ray reference fields were established at the Facility of Radiation Standard in Nuclear Science Research Institute in 2003 and had been operated In 2010 we rebuilt the X-ray reference fields by replacing the X-ray tube with a new model due to the damage of the old one of the middle-hard X ray irradiation device We have established three series of medium-hard X-ray reference fields Narrow Wide and High air-kerma series with 27 radiation qualities based on ISO 4037-1 This article described quality of the X-ray fields X-ray spectra conversion coefficients to the dose equivalent from Air-kerma and comparison with the quality of ISO4037-1 in the X-ray fields of medium-hard X-ray voltages ranging from 20kV to 300kV As the results of experiments these X-ray reference fields were well agreed with the condition of the international standard In addition we clarified points to pay attention in setting ISO qualities and the issues in the index of the ISO quality As a result these X-ray reference fields were found to be used to carry out the performance test standard irradiation based on the international standard and an intercomparison experiment with the reference laboratories in the world

Keywords X-ray Reference Field Radiation Measuring Instrument ISO4037-1

Half Value Layer Beam Quality X-ray Energy Spectra Calibration Effective Energy International Secondary Standard

Institute of Radiation Measurement

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iii

目 次 1 序 論 1 2 X線標準場の設定 2

21 線質の設定方法 2 22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 3 23 設定結果及び ISO との比較 4

3 各線質のX線エネルギースペクトルの評価 9 31 測定方法 9

311 フルエンススペクトルの評価 9 312 線量スペクトルの評価 10 313 スペクトル分解能の評価 12 32 結果及び ISO との比較 13

4 線質に対する線量当量換算係数の評価 39 41 評価方法 39 42 評価結果及び ISO との比較 39

5 結 論 49 参考文献 52 付録 A ISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様 53

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iv

Contents 1 Introduction 1 2 Characterization of X-ray Reference Fields 2

21 Characterization Methods of Radiation Quality 2 22 Ionization Chamber used for Measurement of Half Value Layer 3 23 Results and Comparison with the ISO Standard 4

3 Estimation of X-ray Energy Spectra for Reference Fields 9 31 Measurement Methods 9 311 Fluence Spectrum 9 312 Dose Spectrum 10 313 Resolution of Spectrum 12 32 Results and Comparison with the ISO Standard 13

4 Estimation of Dose Equivalent Conversion Coefficients for Reference Fields 39 41 Estimation Method 39 42 Results and Comparison with the ISO Standard 39

5 Conclusions 49 References 52 Appendix A Specifications of quality of three series of ISO4037-1(1996) 53

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1序 論 原子力科学研究所放射線標準施設棟で長年使用してきた米国パンタック社製 HF-420C 型中硬X

線照射装置のX線管球(ドイツAEG-TELEFUNKEN 社製 MB4201 型)が 2008 年 2 月に破損し

2009年1月に別機種のX線管球(スイスコメット社製MXR-35026型)に交換を行ったこのため

2003 年に設定して運用してきた ISO4037-11)(以下「ISO」という)の国際規格に対応したX線標準

場2)が利用できないことから新たな実験評価により新X線管球に対するX線標準場を再構築し

た 本論文はX線質の設定設定場のX線波高分布からフルエンス空気カーマ各種線量当量に

対応したスペクトルの評価X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価及び ISO 線

質と本施設での設定線質(以下「JAEA 線質」という)との比較について実験データに基づいてま

とめたものである X線質の設定はISO が推奨するX線標準場のうちスペクトルの広がりが最も狭い Narrow シ

リーズスペクトルの広がりを持たせた Wide シリーズ高線量の空気カーマ率に対応させた High air-kerma シリーズの3つのシリーズである設定方法はISO の基礎フィルタとほぼ同じ厚さを

装荷しISO の評価項目である半価層均等度平均エネルギーエネルギー分解能及び線量強度

を評価し日本国内の日本工業規格 JIS Z 45113)で規定される実効エネルギー及び線質指標を追加

して評価した半価層の測定では国家標準とトレーサビリティが確保された電離箱式線量計を使

用して実施し第一半価層と第二半価層の比から均等度を求めた国内規格に対応した実効エネル

ギーの評価はWMJVeigele ら4)の線減弱係数のデータをフィッティング関数を決定し計算に

より行った各X線標準場は上記の ISO シリーズの線量強度が異なる3つのシリーズに対して

管電圧 20kV から 300kV の範囲で平均エネルギー144keV から 248keV において全体で 27 の線質

を構築した これらの線質について高純度 Ge 検出器で測定した波高分布に検出効率などの補正を行ってフル

エンススペクトルを求め平均エネルギーエネルギー分解能及びスペクトルの健全性を確認する

と共にICRP Publication 745)BGrosswendt6)等の換算係数を用いて空気カーマスペクトル

(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量

当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))をそれぞれ評価しその平均エネルギーを求めた X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価は上記の空気カーマスペクトルと各

種線量当量スペクトルの比による換算係数各スペクトルの平均エネルギーでの換算係数及び各線

質の実効エネルギーでの換算係数をそれぞれ求め相互の比較を行った 得られた JAEA 線質と ISO 線質について半価層実効エネルギーフルエンススペクトル

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能及び ISO4037-37)に示される線量当量換算係数等の

比較を行い両者の整合性について考察した これらの実験結果から各シリーズの JAEA 線質はISO 線質と良く一致していることが明らか

になり各線質のスペクトルの健全性も確認したまたISO 線質を設定する場合の留意点や ISO線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより本標準場を使用して放射線防護用測定器

に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した放射線測定器に関する IEC 規格の性能試験及び世界

の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施できることになった

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2X線標準場の設定 21 線質の設定方法

標準場の設定に用いる中硬X線照射装置の機器構成及び基礎フィルタの種類等は文献 8)の2章

の記載と同様であるため本論文では割愛するなお連続X線のろ過効果に影響するX線管球の窓

材及び厚さはベリリウムの 3mm と 10keV 以下の低エネルギーの特性X線を減弱させるアルミニ

ウムの 03mm であるまたX線をろ過する基礎フィルタ(Additional filter)には付録Aに示す

ISO の各シリーズと同じアルミニウム(Al)銅(Cu)すず(Sn)及び鉛(Pb)の 4 種類の材料を用意し

純度は Al が 994以上でその他の材質が 999以上厚さの精度は plusmn1以内である以下に線

質の設定方法を示すただしJAEA 線質では中硬X線照射装置を利用するため20kV 未満の

放射線強度が低いことからこれらの線質の設定を除外した 付録Aに示す ISO の各シリーズには各管電圧の線質に対して基礎フィルタ厚さ第1半価層

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能が示されている一方国内の線質条件は日本工

業規格の JIS Z 4511 に示され第1半価層から求める実効エネルギー(Effective energy)第1半

価層と第2半価層の比による均等度(Homogeneity coefficient)実効エネルギーと最大エネルギー

の比による線質指標(Quality index)が規定されている従って本設定ではISO 及び JIS の両規

格趣味の線質条件が満たされるように各データを取得した まず線質を決めるための条件として基礎フィルタ及び半価層測定フィルタの材質は付録A

に示す ISO の各シリーズのものと同じにし基礎フィルタの厚さは我々が用意したフィルタの組み

合わせから ISO に最も近い厚さとしたこの結果AlCu 及び Pb はplusmn002mm 以内で一致した

がSn は 006mm~012mm の違いが生じた半価層の測定ではX線スペクトルのエネルギー領

域により 22 項に示す Ionex2575 と EXRADIN A6 を使い分けX線管球の焦点と検出器との測定

距離は 20m とした 第 1 半価層から線質の実効エネルギーを求める評価方法は200keV 以下のエネルギーについて

は文献 2)及び文献 8)で示される下記の(2-1)式及び(2-2)式により算出した150keV から

400keV のエネルギー範囲については付録Aに示す ISO 線質の半価層が Cu で評価されており

これとの比較を行うため新たに Table2-1 の数値を用いて(2-3)式に示す Cu に対するフィ

ッティング関数を作成し実効エネルギーを算出した3つの近似式の誤差はplusmn1であるまた

半価層の評価方法は基礎フィルタのみを装荷したときの線量を基準としAl または Cu の半価層

測定フィルタの厚さを一定間隔で増やしながら測定を行い基準の線量から 14 以下になる厚さま

で測定を行ったフィルタ厚毎の測定値を基準の線量に対する減衰率の対数値を算出して3 次

式または 2 次式の近似式を求め基礎フィルタを装荷したときの線量が 1214 になるフィルタの

厚さを近似式から算出した12 になる厚さを第1半価層(t1)とし14 になる厚さから第 1 半価層

を差し引いた厚さを第 2 半価層(t2)として求めたまたX線スペクトルの単色化の程度を表す均

等度(H) (100単色エネルギー)及びX線スペクトルの幅の比率を表す線質指標(QI)は(2-4)式及び

(2-5)式により算出した Eeff = 2203t10341 + 01469t1201 (Al 6keV to 60keV) (2-1) Eeff = 7648t10355 + 2543t1200 (Cu 15keV to 200keV) (2-2)

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Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

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Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

JAEA-Technology 2011-008

- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

JAEA-Technology 2011-008

- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

JAEA-Technology 2011-008

- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

JAEA-Technology 2011-008

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

JAEA-Technology 2011-008

- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

JAEA-Technology 2011-008

- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

iii

目 次 1 序 論 1 2 X線標準場の設定 2

21 線質の設定方法 2 22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 3 23 設定結果及び ISO との比較 4

3 各線質のX線エネルギースペクトルの評価 9 31 測定方法 9

311 フルエンススペクトルの評価 9 312 線量スペクトルの評価 10 313 スペクトル分解能の評価 12 32 結果及び ISO との比較 13

4 線質に対する線量当量換算係数の評価 39 41 評価方法 39 42 評価結果及び ISO との比較 39

5 結 論 49 参考文献 52 付録 A ISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様 53

JAEA-Technology 2011-008

iv

Contents 1 Introduction 1 2 Characterization of X-ray Reference Fields 2

21 Characterization Methods of Radiation Quality 2 22 Ionization Chamber used for Measurement of Half Value Layer 3 23 Results and Comparison with the ISO Standard 4

3 Estimation of X-ray Energy Spectra for Reference Fields 9 31 Measurement Methods 9 311 Fluence Spectrum 9 312 Dose Spectrum 10 313 Resolution of Spectrum 12 32 Results and Comparison with the ISO Standard 13

4 Estimation of Dose Equivalent Conversion Coefficients for Reference Fields 39 41 Estimation Method 39 42 Results and Comparison with the ISO Standard 39

5 Conclusions 49 References 52 Appendix A Specifications of quality of three series of ISO4037-1(1996) 53

JAEA-Technology 2011-008

- 1 -

1序 論 原子力科学研究所放射線標準施設棟で長年使用してきた米国パンタック社製 HF-420C 型中硬X

線照射装置のX線管球(ドイツAEG-TELEFUNKEN 社製 MB4201 型)が 2008 年 2 月に破損し

2009年1月に別機種のX線管球(スイスコメット社製MXR-35026型)に交換を行ったこのため

2003 年に設定して運用してきた ISO4037-11)(以下「ISO」という)の国際規格に対応したX線標準

場2)が利用できないことから新たな実験評価により新X線管球に対するX線標準場を再構築し

た 本論文はX線質の設定設定場のX線波高分布からフルエンス空気カーマ各種線量当量に

対応したスペクトルの評価X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価及び ISO 線

質と本施設での設定線質(以下「JAEA 線質」という)との比較について実験データに基づいてま

とめたものである X線質の設定はISO が推奨するX線標準場のうちスペクトルの広がりが最も狭い Narrow シ

リーズスペクトルの広がりを持たせた Wide シリーズ高線量の空気カーマ率に対応させた High air-kerma シリーズの3つのシリーズである設定方法はISO の基礎フィルタとほぼ同じ厚さを

装荷しISO の評価項目である半価層均等度平均エネルギーエネルギー分解能及び線量強度

を評価し日本国内の日本工業規格 JIS Z 45113)で規定される実効エネルギー及び線質指標を追加

して評価した半価層の測定では国家標準とトレーサビリティが確保された電離箱式線量計を使

用して実施し第一半価層と第二半価層の比から均等度を求めた国内規格に対応した実効エネル

ギーの評価はWMJVeigele ら4)の線減弱係数のデータをフィッティング関数を決定し計算に

より行った各X線標準場は上記の ISO シリーズの線量強度が異なる3つのシリーズに対して

管電圧 20kV から 300kV の範囲で平均エネルギー144keV から 248keV において全体で 27 の線質

を構築した これらの線質について高純度 Ge 検出器で測定した波高分布に検出効率などの補正を行ってフル

エンススペクトルを求め平均エネルギーエネルギー分解能及びスペクトルの健全性を確認する

と共にICRP Publication 745)BGrosswendt6)等の換算係数を用いて空気カーマスペクトル

(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量

当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))をそれぞれ評価しその平均エネルギーを求めた X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価は上記の空気カーマスペクトルと各

種線量当量スペクトルの比による換算係数各スペクトルの平均エネルギーでの換算係数及び各線

質の実効エネルギーでの換算係数をそれぞれ求め相互の比較を行った 得られた JAEA 線質と ISO 線質について半価層実効エネルギーフルエンススペクトル

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能及び ISO4037-37)に示される線量当量換算係数等の

比較を行い両者の整合性について考察した これらの実験結果から各シリーズの JAEA 線質はISO 線質と良く一致していることが明らか

になり各線質のスペクトルの健全性も確認したまたISO 線質を設定する場合の留意点や ISO線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより本標準場を使用して放射線防護用測定器

に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した放射線測定器に関する IEC 規格の性能試験及び世界

の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施できることになった

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- 2 -

2X線標準場の設定 21 線質の設定方法

標準場の設定に用いる中硬X線照射装置の機器構成及び基礎フィルタの種類等は文献 8)の2章

の記載と同様であるため本論文では割愛するなお連続X線のろ過効果に影響するX線管球の窓

材及び厚さはベリリウムの 3mm と 10keV 以下の低エネルギーの特性X線を減弱させるアルミニ

ウムの 03mm であるまたX線をろ過する基礎フィルタ(Additional filter)には付録Aに示す

ISO の各シリーズと同じアルミニウム(Al)銅(Cu)すず(Sn)及び鉛(Pb)の 4 種類の材料を用意し

純度は Al が 994以上でその他の材質が 999以上厚さの精度は plusmn1以内である以下に線

質の設定方法を示すただしJAEA 線質では中硬X線照射装置を利用するため20kV 未満の

放射線強度が低いことからこれらの線質の設定を除外した 付録Aに示す ISO の各シリーズには各管電圧の線質に対して基礎フィルタ厚さ第1半価層

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能が示されている一方国内の線質条件は日本工

業規格の JIS Z 4511 に示され第1半価層から求める実効エネルギー(Effective energy)第1半

価層と第2半価層の比による均等度(Homogeneity coefficient)実効エネルギーと最大エネルギー

の比による線質指標(Quality index)が規定されている従って本設定ではISO 及び JIS の両規

格趣味の線質条件が満たされるように各データを取得した まず線質を決めるための条件として基礎フィルタ及び半価層測定フィルタの材質は付録A

に示す ISO の各シリーズのものと同じにし基礎フィルタの厚さは我々が用意したフィルタの組み

合わせから ISO に最も近い厚さとしたこの結果AlCu 及び Pb はplusmn002mm 以内で一致した

がSn は 006mm~012mm の違いが生じた半価層の測定ではX線スペクトルのエネルギー領

域により 22 項に示す Ionex2575 と EXRADIN A6 を使い分けX線管球の焦点と検出器との測定

距離は 20m とした 第 1 半価層から線質の実効エネルギーを求める評価方法は200keV 以下のエネルギーについて

は文献 2)及び文献 8)で示される下記の(2-1)式及び(2-2)式により算出した150keV から

400keV のエネルギー範囲については付録Aに示す ISO 線質の半価層が Cu で評価されており

これとの比較を行うため新たに Table2-1 の数値を用いて(2-3)式に示す Cu に対するフィ

ッティング関数を作成し実効エネルギーを算出した3つの近似式の誤差はplusmn1であるまた

半価層の評価方法は基礎フィルタのみを装荷したときの線量を基準としAl または Cu の半価層

測定フィルタの厚さを一定間隔で増やしながら測定を行い基準の線量から 14 以下になる厚さま

で測定を行ったフィルタ厚毎の測定値を基準の線量に対する減衰率の対数値を算出して3 次

式または 2 次式の近似式を求め基礎フィルタを装荷したときの線量が 1214 になるフィルタの

厚さを近似式から算出した12 になる厚さを第1半価層(t1)とし14 になる厚さから第 1 半価層

を差し引いた厚さを第 2 半価層(t2)として求めたまたX線スペクトルの単色化の程度を表す均

等度(H) (100単色エネルギー)及びX線スペクトルの幅の比率を表す線質指標(QI)は(2-4)式及び

(2-5)式により算出した Eeff = 2203t10341 + 01469t1201 (Al 6keV to 60keV) (2-1) Eeff = 7648t10355 + 2543t1200 (Cu 15keV to 200keV) (2-2)

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- 3 -

Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

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- 4 -

Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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- 5 -

「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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- 6 -

(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

JAEA-Technology 2011-008

- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

JAEA-Technology 2011-008

- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

JAEA-Technology 2011-008

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ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

JAEA-Technology 2011-008

- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

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- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 5: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

iv

Contents 1 Introduction 1 2 Characterization of X-ray Reference Fields 2

21 Characterization Methods of Radiation Quality 2 22 Ionization Chamber used for Measurement of Half Value Layer 3 23 Results and Comparison with the ISO Standard 4

3 Estimation of X-ray Energy Spectra for Reference Fields 9 31 Measurement Methods 9 311 Fluence Spectrum 9 312 Dose Spectrum 10 313 Resolution of Spectrum 12 32 Results and Comparison with the ISO Standard 13

4 Estimation of Dose Equivalent Conversion Coefficients for Reference Fields 39 41 Estimation Method 39 42 Results and Comparison with the ISO Standard 39

5 Conclusions 49 References 52 Appendix A Specifications of quality of three series of ISO4037-1(1996) 53

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1序 論 原子力科学研究所放射線標準施設棟で長年使用してきた米国パンタック社製 HF-420C 型中硬X

線照射装置のX線管球(ドイツAEG-TELEFUNKEN 社製 MB4201 型)が 2008 年 2 月に破損し

2009年1月に別機種のX線管球(スイスコメット社製MXR-35026型)に交換を行ったこのため

2003 年に設定して運用してきた ISO4037-11)(以下「ISO」という)の国際規格に対応したX線標準

場2)が利用できないことから新たな実験評価により新X線管球に対するX線標準場を再構築し

た 本論文はX線質の設定設定場のX線波高分布からフルエンス空気カーマ各種線量当量に

対応したスペクトルの評価X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価及び ISO 線

質と本施設での設定線質(以下「JAEA 線質」という)との比較について実験データに基づいてま

とめたものである X線質の設定はISO が推奨するX線標準場のうちスペクトルの広がりが最も狭い Narrow シ

リーズスペクトルの広がりを持たせた Wide シリーズ高線量の空気カーマ率に対応させた High air-kerma シリーズの3つのシリーズである設定方法はISO の基礎フィルタとほぼ同じ厚さを

装荷しISO の評価項目である半価層均等度平均エネルギーエネルギー分解能及び線量強度

を評価し日本国内の日本工業規格 JIS Z 45113)で規定される実効エネルギー及び線質指標を追加

して評価した半価層の測定では国家標準とトレーサビリティが確保された電離箱式線量計を使

用して実施し第一半価層と第二半価層の比から均等度を求めた国内規格に対応した実効エネル

ギーの評価はWMJVeigele ら4)の線減弱係数のデータをフィッティング関数を決定し計算に

より行った各X線標準場は上記の ISO シリーズの線量強度が異なる3つのシリーズに対して

管電圧 20kV から 300kV の範囲で平均エネルギー144keV から 248keV において全体で 27 の線質

を構築した これらの線質について高純度 Ge 検出器で測定した波高分布に検出効率などの補正を行ってフル

エンススペクトルを求め平均エネルギーエネルギー分解能及びスペクトルの健全性を確認する

と共にICRP Publication 745)BGrosswendt6)等の換算係数を用いて空気カーマスペクトル

(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量

当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))をそれぞれ評価しその平均エネルギーを求めた X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価は上記の空気カーマスペクトルと各

種線量当量スペクトルの比による換算係数各スペクトルの平均エネルギーでの換算係数及び各線

質の実効エネルギーでの換算係数をそれぞれ求め相互の比較を行った 得られた JAEA 線質と ISO 線質について半価層実効エネルギーフルエンススペクトル

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能及び ISO4037-37)に示される線量当量換算係数等の

比較を行い両者の整合性について考察した これらの実験結果から各シリーズの JAEA 線質はISO 線質と良く一致していることが明らか

になり各線質のスペクトルの健全性も確認したまたISO 線質を設定する場合の留意点や ISO線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより本標準場を使用して放射線防護用測定器

に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した放射線測定器に関する IEC 規格の性能試験及び世界

の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施できることになった

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2X線標準場の設定 21 線質の設定方法

標準場の設定に用いる中硬X線照射装置の機器構成及び基礎フィルタの種類等は文献 8)の2章

の記載と同様であるため本論文では割愛するなお連続X線のろ過効果に影響するX線管球の窓

材及び厚さはベリリウムの 3mm と 10keV 以下の低エネルギーの特性X線を減弱させるアルミニ

ウムの 03mm であるまたX線をろ過する基礎フィルタ(Additional filter)には付録Aに示す

ISO の各シリーズと同じアルミニウム(Al)銅(Cu)すず(Sn)及び鉛(Pb)の 4 種類の材料を用意し

純度は Al が 994以上でその他の材質が 999以上厚さの精度は plusmn1以内である以下に線

質の設定方法を示すただしJAEA 線質では中硬X線照射装置を利用するため20kV 未満の

放射線強度が低いことからこれらの線質の設定を除外した 付録Aに示す ISO の各シリーズには各管電圧の線質に対して基礎フィルタ厚さ第1半価層

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能が示されている一方国内の線質条件は日本工

業規格の JIS Z 4511 に示され第1半価層から求める実効エネルギー(Effective energy)第1半

価層と第2半価層の比による均等度(Homogeneity coefficient)実効エネルギーと最大エネルギー

の比による線質指標(Quality index)が規定されている従って本設定ではISO 及び JIS の両規

格趣味の線質条件が満たされるように各データを取得した まず線質を決めるための条件として基礎フィルタ及び半価層測定フィルタの材質は付録A

に示す ISO の各シリーズのものと同じにし基礎フィルタの厚さは我々が用意したフィルタの組み

合わせから ISO に最も近い厚さとしたこの結果AlCu 及び Pb はplusmn002mm 以内で一致した

がSn は 006mm~012mm の違いが生じた半価層の測定ではX線スペクトルのエネルギー領

域により 22 項に示す Ionex2575 と EXRADIN A6 を使い分けX線管球の焦点と検出器との測定

距離は 20m とした 第 1 半価層から線質の実効エネルギーを求める評価方法は200keV 以下のエネルギーについて

は文献 2)及び文献 8)で示される下記の(2-1)式及び(2-2)式により算出した150keV から

400keV のエネルギー範囲については付録Aに示す ISO 線質の半価層が Cu で評価されており

これとの比較を行うため新たに Table2-1 の数値を用いて(2-3)式に示す Cu に対するフィ

ッティング関数を作成し実効エネルギーを算出した3つの近似式の誤差はplusmn1であるまた

半価層の評価方法は基礎フィルタのみを装荷したときの線量を基準としAl または Cu の半価層

測定フィルタの厚さを一定間隔で増やしながら測定を行い基準の線量から 14 以下になる厚さま

で測定を行ったフィルタ厚毎の測定値を基準の線量に対する減衰率の対数値を算出して3 次

式または 2 次式の近似式を求め基礎フィルタを装荷したときの線量が 1214 になるフィルタの

厚さを近似式から算出した12 になる厚さを第1半価層(t1)とし14 になる厚さから第 1 半価層

を差し引いた厚さを第 2 半価層(t2)として求めたまたX線スペクトルの単色化の程度を表す均

等度(H) (100単色エネルギー)及びX線スペクトルの幅の比率を表す線質指標(QI)は(2-4)式及び

(2-5)式により算出した Eeff = 2203t10341 + 01469t1201 (Al 6keV to 60keV) (2-1) Eeff = 7648t10355 + 2543t1200 (Cu 15keV to 200keV) (2-2)

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Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

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Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

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- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

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- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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1序 論 原子力科学研究所放射線標準施設棟で長年使用してきた米国パンタック社製 HF-420C 型中硬X

線照射装置のX線管球(ドイツAEG-TELEFUNKEN 社製 MB4201 型)が 2008 年 2 月に破損し

2009年1月に別機種のX線管球(スイスコメット社製MXR-35026型)に交換を行ったこのため

2003 年に設定して運用してきた ISO4037-11)(以下「ISO」という)の国際規格に対応したX線標準

場2)が利用できないことから新たな実験評価により新X線管球に対するX線標準場を再構築し

た 本論文はX線質の設定設定場のX線波高分布からフルエンス空気カーマ各種線量当量に

対応したスペクトルの評価X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価及び ISO 線

質と本施設での設定線質(以下「JAEA 線質」という)との比較について実験データに基づいてま

とめたものである X線質の設定はISO が推奨するX線標準場のうちスペクトルの広がりが最も狭い Narrow シ

リーズスペクトルの広がりを持たせた Wide シリーズ高線量の空気カーマ率に対応させた High air-kerma シリーズの3つのシリーズである設定方法はISO の基礎フィルタとほぼ同じ厚さを

装荷しISO の評価項目である半価層均等度平均エネルギーエネルギー分解能及び線量強度

を評価し日本国内の日本工業規格 JIS Z 45113)で規定される実効エネルギー及び線質指標を追加

して評価した半価層の測定では国家標準とトレーサビリティが確保された電離箱式線量計を使

用して実施し第一半価層と第二半価層の比から均等度を求めた国内規格に対応した実効エネル

ギーの評価はWMJVeigele ら4)の線減弱係数のデータをフィッティング関数を決定し計算に

より行った各X線標準場は上記の ISO シリーズの線量強度が異なる3つのシリーズに対して

管電圧 20kV から 300kV の範囲で平均エネルギー144keV から 248keV において全体で 27 の線質

を構築した これらの線質について高純度 Ge 検出器で測定した波高分布に検出効率などの補正を行ってフル

エンススペクトルを求め平均エネルギーエネルギー分解能及びスペクトルの健全性を確認する

と共にICRP Publication 745)BGrosswendt6)等の換算係数を用いて空気カーマスペクトル

(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量

当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))をそれぞれ評価しその平均エネルギーを求めた X線質の空気カーマから各種線量当量への換算係数の評価は上記の空気カーマスペクトルと各

種線量当量スペクトルの比による換算係数各スペクトルの平均エネルギーでの換算係数及び各線

質の実効エネルギーでの換算係数をそれぞれ求め相互の比較を行った 得られた JAEA 線質と ISO 線質について半価層実効エネルギーフルエンススペクトル

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能及び ISO4037-37)に示される線量当量換算係数等の

比較を行い両者の整合性について考察した これらの実験結果から各シリーズの JAEA 線質はISO 線質と良く一致していることが明らか

になり各線質のスペクトルの健全性も確認したまたISO 線質を設定する場合の留意点や ISO線質の設定指標の問題点を明らかにしたこれにより本標準場を使用して放射線防護用測定器

に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した放射線測定器に関する IEC 規格の性能試験及び世界

の校正機関との基準照射及び相互比較実験が実施できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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2X線標準場の設定 21 線質の設定方法

標準場の設定に用いる中硬X線照射装置の機器構成及び基礎フィルタの種類等は文献 8)の2章

の記載と同様であるため本論文では割愛するなお連続X線のろ過効果に影響するX線管球の窓

材及び厚さはベリリウムの 3mm と 10keV 以下の低エネルギーの特性X線を減弱させるアルミニ

ウムの 03mm であるまたX線をろ過する基礎フィルタ(Additional filter)には付録Aに示す

ISO の各シリーズと同じアルミニウム(Al)銅(Cu)すず(Sn)及び鉛(Pb)の 4 種類の材料を用意し

純度は Al が 994以上でその他の材質が 999以上厚さの精度は plusmn1以内である以下に線

質の設定方法を示すただしJAEA 線質では中硬X線照射装置を利用するため20kV 未満の

放射線強度が低いことからこれらの線質の設定を除外した 付録Aに示す ISO の各シリーズには各管電圧の線質に対して基礎フィルタ厚さ第1半価層

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能が示されている一方国内の線質条件は日本工

業規格の JIS Z 4511 に示され第1半価層から求める実効エネルギー(Effective energy)第1半

価層と第2半価層の比による均等度(Homogeneity coefficient)実効エネルギーと最大エネルギー

の比による線質指標(Quality index)が規定されている従って本設定ではISO 及び JIS の両規

格趣味の線質条件が満たされるように各データを取得した まず線質を決めるための条件として基礎フィルタ及び半価層測定フィルタの材質は付録A

に示す ISO の各シリーズのものと同じにし基礎フィルタの厚さは我々が用意したフィルタの組み

合わせから ISO に最も近い厚さとしたこの結果AlCu 及び Pb はplusmn002mm 以内で一致した

がSn は 006mm~012mm の違いが生じた半価層の測定ではX線スペクトルのエネルギー領

域により 22 項に示す Ionex2575 と EXRADIN A6 を使い分けX線管球の焦点と検出器との測定

距離は 20m とした 第 1 半価層から線質の実効エネルギーを求める評価方法は200keV 以下のエネルギーについて

は文献 2)及び文献 8)で示される下記の(2-1)式及び(2-2)式により算出した150keV から

400keV のエネルギー範囲については付録Aに示す ISO 線質の半価層が Cu で評価されており

これとの比較を行うため新たに Table2-1 の数値を用いて(2-3)式に示す Cu に対するフィ

ッティング関数を作成し実効エネルギーを算出した3つの近似式の誤差はplusmn1であるまた

半価層の評価方法は基礎フィルタのみを装荷したときの線量を基準としAl または Cu の半価層

測定フィルタの厚さを一定間隔で増やしながら測定を行い基準の線量から 14 以下になる厚さま

で測定を行ったフィルタ厚毎の測定値を基準の線量に対する減衰率の対数値を算出して3 次

式または 2 次式の近似式を求め基礎フィルタを装荷したときの線量が 1214 になるフィルタの

厚さを近似式から算出した12 になる厚さを第1半価層(t1)とし14 になる厚さから第 1 半価層

を差し引いた厚さを第 2 半価層(t2)として求めたまたX線スペクトルの単色化の程度を表す均

等度(H) (100単色エネルギー)及びX線スペクトルの幅の比率を表す線質指標(QI)は(2-4)式及び

(2-5)式により算出した Eeff = 2203t10341 + 01469t1201 (Al 6keV to 60keV) (2-1) Eeff = 7648t10355 + 2543t1200 (Cu 15keV to 200keV) (2-2)

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- 3 -

Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

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- 4 -

Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 5 -

「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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- 6 -

(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

JAEA-Technology 2011-008

- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

JAEA-Technology 2011-008

- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

JAEA-Technology 2011-008

- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

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価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

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N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 7: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 2 -

2X線標準場の設定 21 線質の設定方法

標準場の設定に用いる中硬X線照射装置の機器構成及び基礎フィルタの種類等は文献 8)の2章

の記載と同様であるため本論文では割愛するなお連続X線のろ過効果に影響するX線管球の窓

材及び厚さはベリリウムの 3mm と 10keV 以下の低エネルギーの特性X線を減弱させるアルミニ

ウムの 03mm であるまたX線をろ過する基礎フィルタ(Additional filter)には付録Aに示す

ISO の各シリーズと同じアルミニウム(Al)銅(Cu)すず(Sn)及び鉛(Pb)の 4 種類の材料を用意し

純度は Al が 994以上でその他の材質が 999以上厚さの精度は plusmn1以内である以下に線

質の設定方法を示すただしJAEA 線質では中硬X線照射装置を利用するため20kV 未満の

放射線強度が低いことからこれらの線質の設定を除外した 付録Aに示す ISO の各シリーズには各管電圧の線質に対して基礎フィルタ厚さ第1半価層

フルエンス平均エネルギースペクトル分解能が示されている一方国内の線質条件は日本工

業規格の JIS Z 4511 に示され第1半価層から求める実効エネルギー(Effective energy)第1半

価層と第2半価層の比による均等度(Homogeneity coefficient)実効エネルギーと最大エネルギー

の比による線質指標(Quality index)が規定されている従って本設定ではISO 及び JIS の両規

格趣味の線質条件が満たされるように各データを取得した まず線質を決めるための条件として基礎フィルタ及び半価層測定フィルタの材質は付録A

に示す ISO の各シリーズのものと同じにし基礎フィルタの厚さは我々が用意したフィルタの組み

合わせから ISO に最も近い厚さとしたこの結果AlCu 及び Pb はplusmn002mm 以内で一致した

がSn は 006mm~012mm の違いが生じた半価層の測定ではX線スペクトルのエネルギー領

域により 22 項に示す Ionex2575 と EXRADIN A6 を使い分けX線管球の焦点と検出器との測定

距離は 20m とした 第 1 半価層から線質の実効エネルギーを求める評価方法は200keV 以下のエネルギーについて

は文献 2)及び文献 8)で示される下記の(2-1)式及び(2-2)式により算出した150keV から

400keV のエネルギー範囲については付録Aに示す ISO 線質の半価層が Cu で評価されており

これとの比較を行うため新たに Table2-1 の数値を用いて(2-3)式に示す Cu に対するフィ

ッティング関数を作成し実効エネルギーを算出した3つの近似式の誤差はplusmn1であるまた

半価層の評価方法は基礎フィルタのみを装荷したときの線量を基準としAl または Cu の半価層

測定フィルタの厚さを一定間隔で増やしながら測定を行い基準の線量から 14 以下になる厚さま

で測定を行ったフィルタ厚毎の測定値を基準の線量に対する減衰率の対数値を算出して3 次

式または 2 次式の近似式を求め基礎フィルタを装荷したときの線量が 1214 になるフィルタの

厚さを近似式から算出した12 になる厚さを第1半価層(t1)とし14 になる厚さから第 1 半価層

を差し引いた厚さを第 2 半価層(t2)として求めたまたX線スペクトルの単色化の程度を表す均

等度(H) (100単色エネルギー)及びX線スペクトルの幅の比率を表す線質指標(QI)は(2-4)式及び

(2-5)式により算出した Eeff = 2203t10341 + 01469t1201 (Al 6keV to 60keV) (2-1) Eeff = 7648t10355 + 2543t1200 (Cu 15keV to 200keV) (2-2)

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Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

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Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

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Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

JAEA-Technology 2011-008

- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

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- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

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- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 8: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 3 -

Eeff = 00047 t15 - 01463 t14 + 21813 t13 - 11689 t12 + 52166 t1 + 35936

(Cu150keV to 400keV) (2-3) 第1半価層(t1) H= (2-4) 第2半価層(t2) 実効エネルギー(Eeff) QI= (2-5) 最大エネルギー(Emax)

Table 2-1 Relationship between effective energy and half-value layer for copper filter

Effective energy (keV)

Total attenuation cross section (barn)

Half-value layer (mm)

50 60 80 100 150 200 300 400 500

270E+02 165E+02 792E+01 478E+01 233E+01 164E+01 118E+01 989E+00 878E+00

0303 0496 103 171 351 499 693 827 932

Conversion coefficient (cm2gbarn) 9478E-03

Density (gcm3) 894

22 半価層測定用の電離箱式線量計の仕様 X線質の第1半価層第2半価層の測定にはFig2-1 に示すエネルギー特性を有する Ionex 2575(600ml)EXRADIN A6(800ml)の 2 つの通気型空洞電離箱検出器を使用した前者の検出器

はエネルギー領域によって入射窓の厚さを変更して利用することによりX線スペクトルが軟X

線領域の 8keV~50keV に分布している場合に使用し感度幅は概ねplusmn4と良好である後者の検

出器は 30keV~300keV に分布している場合に使用しこのエネルギー領域における感度幅は概ね

plusmn3と良好であるこれらの検出器の信号は専用のエレクトロメータに接続し電離電流又は照

射線量の単位でディジタル表示されるこれらは国内の標準機関(産業技術総合研究所)とのトレ

ーサビリティが確保された標準測定器である

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- 4 -

Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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- 5 -

「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

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- 6 -

(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

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- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

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- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

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- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

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N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 4 -

Fig 2-1 Energy characteristics of reference ionization chambers used for the measurement of half-value layer

23 設定結果及び ISO との比較 ISO の3シリーズに準拠した JAEA 線質を Table 2-2~Table 2-4 に示すまた付録Aには

ISO4037-1(1996)から引用した同じシリーズの ISO 線質を示し同表の右欄には JAEA 線質と比較

するための実効エネルギー線質指標及び均等度を表したそしてJAEA 線質と ISO 線質(以下

10 100 1000021

022

023

024

50050

(b) EXRADIN A6 (800ml) ionization chamber

6

Res

pons

e (

nC

m

R )

Photon energy ( keV )

5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90100090

095

100

105

110

Entrance window ( 45 mgcm2)

Entrance window (295 mgcm2)

8

(a) Ionex 2575(600ml) ionization chamber

Res

pons

e

Photon energy (keV)

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「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

JAEA-Technology 2011-008

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(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

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Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

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- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

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- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

JAEA-Technology 2011-008

- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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「両者」という)について半価層実効エネルギー及び線質指標を比較した結果を Table2-5~Table2-7 にまとめて示す以下に JAEA 線質の結果及び ISO 線質との比較を示すなおTable 2-2~Table 2-4 に示す各シリーズのフルエンス平均エネルギーはISO 線質の仕様に合わせて記

載するものでこの測定結果及び考察は 3 章のスペクトルの評価で述べる (1) 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow

シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7線質High air-kerma シリーズが 20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築し

たこれらの線質のフルエンス平均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~

248keV である以下に各測定評価項目の結果と考察及び ISO 線質との比較を示す (2) JAEA 線質の均等度はTable2-2~Table2-4 に示すようにNarrow シリーズが 083~099

Wide シリーズが 078~097High air-kerma シリーズが 064~086 であった一方付録A

の ISO ではNarrow シリーズが 086~100Wide シリーズが 080~097High air-kermaシリーズが 063~084 であった両者はplusmn003 で良く一致した

(3) 両者の半価層の比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質では Al 及び Cu 材質でplusmn001mm~plusmn007mm と少ない変化であったが120kV から 300kV の線質では

徐々に差が大きくなりCu 材質で JAEA の方が 002mm~034mm と高い値を示したこの違

いはスペクトル及び実効エネルギーの差異を間接的に表すもので120kV 未満では両者の線

質が良く一致し120kV 以上では両者の線質に若干違いが生じた (4) 両者の実効エネルギーの比較ではTable2-5~Table2-7 に示すように110kV 以下の線質で

plusmn1keV と一致したがそれ以上の 120kV から 300kV の線質で 2keV から 18keV の違いが生じ

た120kV 以上の違いは上記の(3)で示した実効エネルギーを算出するための第 1 半価層の

厚さが異なることによるもので両者の半価層厚さの違いが Narrow シリーズで 012~034mm

Wide シリーズで 002~027mmHigh air-kerma シリーズで 002~016mm とJAEA の方

が高い値を示したことによる (5) JAEA線質の線質指標はTable2-2~Table2-4に示すようにNarrowシリーズが075~090

Wide シリーズが 065~073High air-kerma シリーズが 049~055 であった一方付録A

の ISO の各シリーズの線質指標は上記と同様の線質で Narrow シリーズが 075~084Wideシリーズが 066~071High air-kerma シリーズが 048~054 であったTable2-5~Table2-7 の両者の比較ではJAEA は-004~+007 の違いが生じ割合で表すとplusmn5と有意な変

化が生じた一方日本の JIS Z 4511 の設定では線質指標を 060070080090 の値に

対してplusmn001(plusmn1)に合わせている(文献 8)参照)のに対しISO の各シリーズの線質指標はplusmn

5と変化し線質指標を基準とする分類はできないこれはISO の各シリーズの線質の設定

指標が基礎フィルタのみであることが原因であるまたISO の各シリーズは管球の固有フ

ィルタ(窓材)が Be 1mm のデータであるのに対しJAEA の管球の固有フィルタは Be 3mm+Al 03mm であり40kV 以下の低エネルギー領域において線質指標に違いが生じた世界中で市

販されているX線管球の窓材にはBe 1mm~7mm のものが利用されており特に40kV 以

下の低エネルギー領域においてISO の各シリーズの線質条件がこれら全ての管球について

適合するものではないと言える

JAEA-Technology 2011-008

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(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

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- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

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3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 11: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

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(6) JAEA 線質の各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シ

リーズが 21~15 mGyhWide シリーズが 06~3 mGyminHigh air-kerma シリーズが 6~12 mGymin であった各標準場の上限の空気カーマ率は上記の値と文献 8)の管電圧と上

限管電流の特性より 20kV~120kV までが 25mA150kV 以上で 10mA より求めることができ

る従って1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合はHigh air-kerma シリーズが利用でき

る個人線量計のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合はNarrow シリーズで管電流

を 10mA 程度にして利用できるまたサーベイメータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線

量率照射を行う場合は管電流や校正距離を変更することによりNarrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

以上の結果から両者の均等度及び線質指標はほぼ同様の値となったしかし線質指標は

ISO 線質の各シリーズでplusmn5変化し更に管球の固有フィルタが異なる JAEA 線質との違いも

plusmn5あり日本の設定指標のplusmn1に対して変化が大きく線質の設定指標が基礎フィルタのみで

は変化が大きいことが明らかになったまた半価層及び実効エネルギーの比較では110kV 以下

の線質では両者は良く一致したが120kV 以上の線質で JAEA の方が徐々に大きな値を示した両

者の均等度は良く一致し連続スペクトルのろ過効果にあまり影響しないことが判明したこれら

によりISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度実効エネルギ

ー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重要である

Table 2-2 Characteristics of JAEA narrow series

Additional filter (mm) Half-value layer (mm)Tube voltage

(kV) Al Cu Sn Pb Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyh mAat1m)

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0996

2005

3998

0204

0600

2000

5005

5005

2000

1059

2615

2903

2118

2903

1006

2995

4997

Al 0376

Al 0709

Al 1275

Cu 00755

Cu 0221

Cu 0600

Cu 1181

Cu 1833

Cu 2516

Cu 4250

Cu 5524

Cu 6455

Al 0431

Al 0779

Al 1334

Cu 00816

Cu 0265

Cu 0641

Cu 1228

Cu 1888

Cu 2652

Cu 4304

Cu 5567

Cu 6492

087

091

096

093

083

094

096

097

095

099

099

099

165

207

247

315

469

647

834

101

119

162

207

248

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

111

89

54

89

105

45

21

21

149

66

65

67

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

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- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

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- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 12: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 7 -

Table 2-3 Characteristics of JAEA wide series

Table 2-4 Characteristics of JAEA high air-kerma series

Table 2-5 Comparison of narrow series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 30kV and copper for others

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Cu Sn Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

60

80

110

150

200

250

300

0300

0500

2000

1059

2118

4001

6395

Cu 0165

Cu 0332

Cu 0975

Cu 1945

Cu 3328

Cu 4494

Cu 5446

Cu 0195

Cu 0427

Cu 1132

Cu 2226

Cu 3640

Cu 4667

Cu 5609

085

078

086

087

091

096

097

431

551

785

105

137

169

200

067

065

071

071

073

073

073

055

078

048

10

18

23

28

Additional filter (mm) Half-value layer (mm) Tube voltage

(kV) Al Cu Air Firet Second

Homoge coefficient

Mean energy (keV)

Quality index (QI)

Dose rate(mGyminmAat1m)

20

30

60

100

200

250

280

300

0152

0501

3201

3897

0170

1169

1600

3000

2500

1000

1000

1000

1000

2000

2000

2000

2000

Al 0131

Al 0420

Al 2484

Cu 0316

Cu 1718

Cu 2533

Cu 3534

Cu 3548

Al 0170

Al 0599

Al 3385

Cu 0497

Cu 2429

Cu 3506

Cu 4120

Cu 4279

077

070

073

064

071

072

086

083

144

203

375

580

101

121

143

146

055

055

052

051

050

049

054

051

122

94

63

98

67

97

91

116

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

25

30

40

60

80

100

120

150

200

250

300

0376

0709

1275

00755

0221

0600

1181

1833

2516

4250

5524

6455

032

066

115

0084

024

058

111

171

236

399

519

612

0056

0049

0125

-0009

-0019

0020

0071

0123

0156

0260

0334

0335

158

197

242

305

448

647

847

103

122

174

223

271

150

192

233

317

462

639

825

100

118

166

208

253

08

05

09

-12

-14

08

22

3

4

8

15

18

079

079

081

076

075

081

085

086

081

087

089

090

075

077

078

079

077

080

083

083

079

083

083

084

105

103

104

096

097

101

102

104

103

105

107

107

JAEA-Technology 2011-008

- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

JAEA-Technology 2011-008

- 9 -

3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

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- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

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- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

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- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

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- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 13: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 8 -

Table 2-6 Comparison of wide series for JAEA qualities and ISO qualities

Table 2-7 Comparison of high air-kerma series for JAEA qualities and ISO qualities

HVL material is aluminum for tube voltage from 20kV to 60kV and copper for others

First half-value layer (mm)Cu

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

60

80

110

150

200

250

300

0165

0332

0975

1945

3328

4494

5446

018

035

096

186

308

422

520

-0015

-0018

0015

0085

0248

0274

0246

403

519

782

107

146

182

220

416

529

777

104

138

173

209

-13

-10

05

3

8

9

11

067

065

071

071

073

073

073

069

066

071

069

069

069

070

097

098

100

103

106

106

104

First half-value layer (mm)

Effective energy (keV)

Quality index (QI) Tube

voltage (kV) JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEA-ISO JAEA ISO JAEAISO

20

30

60

100

200

250

280

300

0131

0420

2484

0316

1718

2533

3534

3548

012

038

242

030

170

247

337

340

0011

0040

0064

0016

0018

0063

0164

0148

110

164

310

510

100

123

152

152

107

159

306

500

997

121

147

148

03

05

04

10

03

2

5

4

055

055

052

051

050

049

054

051

054

053

051

050

050

048

053

049

102

104

102

102

100

102

102

104

JAEA-Technology 2011-008

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3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

JAEA-Technology 2011-008

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ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

JAEA-Technology 2011-008

- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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3各線質のX線エネルギースペクトルの評価 31 測定方法

311 フルエンススペクトルの評価

各線質のX線波高分布の測定はFig3-1 に示すダイヤグラムで構成する高純度 Ge 検出器パ

ルス波高分析装置及びコリメータ付鉛遮蔽体を用いて実施した図に示す鉛遮蔽体のコリメータは

高純度 Ge 検出器(ORTEC 社製 GMX-10180 型)の前面に設置しX線入射のコリメータの直径を

80kV 以下が 1mmφとし100kV 以上はコリメータ孔の散乱線の影響を低減させるため 5mmφ~

35mmφを選択した測定距離はデッドタイムの影響を考慮して 120kV 以下が 3m150kV 以上

が 6m で実施した測定に用いた Ge 検出器は479mmφtimes553mm の結晶に Be05mm の窓を有

する高純度 Ge であるその効率はFig3-2 のピーク検出効率特性に示すように12keV 付近の

Ge-K 吸収端の影響を除く 5keV~80keV の範囲でほぼ 100の効率に対し80keV 以上でコリメー

タの口径に依存して急激に効率が低下するこのため80keV 以上のスペクトル領域ではFig3-2 に示すコリメータ口径の検出効率を実験により評価して利用した 得られたX線波高分布のピークエネルギーにおける計数率に(3-1)式によるピーク検出効率の補

正コリメータ断面積の補正を行い各距離におけるフルエンススペクトルφ(E)を評価した φ(E) = Nc(E) (SηE) (3-1) φ(E) フルエンススペクトル(cm―2) Nc(E) ピークエネルギーE(keV)における計数率 η(E) ピークエネルギーE(keV)の検出効率 S コリメータの断面積(cm2)

Fig 3-1 Diagram for the measurements of pulse height spectra

JAEA-Technology 2011-008

- 10 -

ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 11 -

価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

JAEA-Technology 2011-008

- 12 -

Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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- 13 -

32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

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- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 15: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

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ピーク検出効率(η(E))の評価はFig3-2 の 80keV 以下はメーカー値を使用し80keV 以上は各

コリメータについて点状標準γ線源(核種Co-57Ba-133Cs-137)を用いて実験で評価しこれ

らの曲線の検出効率をコリメータ口径とエネルギー範囲に分けて(3-2)式~(3-6)式の最小二乗法

によるフィッティング関数を決定しこれにより補正を行った(3-2)式は 9keV~30keV の Ge-K吸収端の変化に対応し(3-3)式~(3-6)式はコリメータ口径が 5mmφ10mmφ20mmφ35mmφの 81keV~662keV に対応する31keV~81keV のピーク検出効率は 10 としたこれらのフィ

ッティング関数を Fig3-2 に示す η(E) =exp(13392(lnE)^4-15632(lnE)^3+68145(lnE)^2-13132(lnE)+

98774) 100 (3-2)

(9keV~30keV) η(E) =exp(01700(lnE)^3-28235(lnE)^2+14124(lnE)-17365)100 (3-3) (コリメート 5mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(01370(lnE)^3-2404(lnE)^2+12552(lnE)-15752)100 (3-4) (コリメート 10mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(-003623(lnE)^3+03777(lnE)^2-16588(lnE)+7675)100 (3-5) (コリメート 20mmφ81keV~662keV) η(E) =exp(001603(lnE)^3-05321(lnE)^2+36516(lnE)-2528) 100 (3-6) (コリメート 35mmφ81keV~662keV)

Fig 3-2 Peak efficiency of the HP-Ge detector (GMX-10180)

312 線量スペクトルの評価

線量スペクトルとして空気カーマスペクトル(Ka(E))周辺線量当量スペクトル(H(10)(E))方向性線量当量スペクトル(Hrsquo(007)(E))個人線量当量スペクトル(Hp(10)(E)及び Hp(007)(E))を評

10 0 101 102 1031

10

100

10 mmφ

20 mmφ

35 mmφ

5 mmφ

Pea

k E

ffici

ency

(

)

Photon Energy (keV)

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価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

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とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

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N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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価した各線量スペクトルは得られたフルエンススペクトルに ICRP74 及び ICRU479)の各線量

に係る換算係数を乗じて求めたなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルは入射角度の表現が必要であるが本試験は 0degであるので割愛したまたHigh air-kerma シリーズの 20kV 線質における Hrsquo(007)及び Hp(007)スペクトルの 10keV 未満を評価す

るため10keV 未満のフルエンスから空気カーマへの換算係数は文献 9)の A1 式と文献 10)のHubbell の質量エネルギー吸収係数(μenρ)を用いて計算したこの際ICRP74 が推奨するラグ

ランジュの補間公式(三次四点近似)を用いてフルエンススペクトルのエネルギーチャンネルに

対応した各換算係数の内挿を行いこのフィッティング関数で換算を行った 各線量スペクトルへの評価式を(3-7)式~(3-11)式に示すなお方向性線量当量(Hrsquo(007)(E))

及び個人線量当量(Hp(007)(E))スペクトルの評価はスペクトル最大エネルギーが 60keV 以下の線

質について行った

Ka(E)=intφ(E)CK(E) dE (3-7)

CK(E) フルエンスから空気カーマへの換算係数 (Gycm2)

H(10)(E)=intKa(E)CH(E) dE (3-8)

CH(E)空気カーマから周辺線量当量 H(10)への換算係数 (SvGy)

Hrsquo(007)(E)=intKa(E)CHrsquo(E) dE (3-9)

CHrsquo(E)空気カーマから方向性線量当量 Hrsquo(007)への換算係数 (SvGy) Hp(10)(E)=intKa(E)Cp10 (E) dE (3-10)

Cp10 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(10)への換算係数 (SvGy) Hp(007)(E)=intKa(E)Cp007 (E) dE (3-11)

Cp007 (E)空気カーマから個人線量当量 Hp(007)への換算係数 (SvGy) 得られたスペクトルから(3-12)式~(3-17)式を用いて各平均エネルギーを求め半価層から求

めた実効エネルギ-(Eeff)に対してどの程度変化しているかの比較を行った

EF = intEφ(E) dE intφ(E) dE (3-12)

EK =intEKa(E) dE intKa(E) dE (3-13)

EH(10) = intEH(10)(E)dE intH(10)(E) dE (3-14)

EH(007) =intEHrsquo(007)(E) dE intHrsquo(007)(E) dE (3-15)

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

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比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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Ep(10) = intEHp(10)(E) dE intHp(10)(E) dE (3-16)

Ep(007) = intEHp(007)(E) dE intHp(007)(E) dE (3-17)

線量当量への換算係数の算出に用いたラグランジェ内挿法に基づくフィッティング関数を Fig3

-3 に示す図よりH(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数は 10keV 以上であるためFig3-4~Fig3-6の各シリーズのフルエンススペクトルで 10keV未満に分布している線質は平均エネル

ギーの評価の対象から外したまたH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数は法令による

現場の放射線管理での線量当量測定の規定(70μ線量当量は1cm線量当量の10倍になる場合に測定

評価を行う)があることFig3-3 に示すように 40keV 以上で 70μ線量当量と 1cm 線量当量の換

算係数がほぼ同じになること及び 70μm の皮膚透過の線量当量率の校正をする場合に標準場の二

次電子平衡が 70keV 以上で成立しないために校正精度の低下の問題が生じることからFig3-4~Fig3-6 の各シリーズのフルエンススペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした

Fig3-3 Conversion coefficients from air-kerma to various dose equivalents for photons 313 スペクトル分解能の評価

311 及び 312 で評価したフルエンススペクトル及び各線量スペクトルについてISO 4037-1の定義で示される方法によりスペクトル分解能(RE)を評価した評価方法はスペクトルの縦座標

の最大値の半分になる値のエネルギー幅をΔE としそのスペクトル平均エネルギー((3-12)式~(3-17)式の値)で除したパーセントで表され(3-18)式で評価したただしスペクトルに特性X線

が存在する場合のΔE は特性X線スペクトルを含めない連続分布の縦座標の最大値の半分になる

値のエネルギー幅を用いることにした ΔE RE = times 100 (3-18) 平均エネルギー

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

JAEA-Technology 2011-008

- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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32 結果及び ISO との比較 各シリーズに対応した標準場のフルエンススペクトル空気カーマスペクトル及び各線量当量

スペクトルの評価結果を Fig3-4~Fig3-21 に示すまた各スペクトルの図中にはそれぞれの

平均エネルギーを示す 実効エネルギーとフルエンススペクトル各線量スペクトルの平均エネルギーを比較した表をシ

リーズ毎に Table 3-1~Table 3-3 に示す表中のEFはフルエンス平均エネルギーEKは空気

カーマ平均エネルギーEH(10)は周辺線量当量平均エネルギーEH(007)は方向性線量当量平均エネ

ルギー及びEP(10)とEP(007) は個人線量当量のHp(10)及び Hp(007)に対する平均エネルギーを表す

またシリーズ毎の各スペクトルのスペクトル分解能を Table3-4~Table 3-5 に示すと共に今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質のフルエンス平均エネルギーの比較を Table3-6 に示す以下

にこれらの評価結果及び考察を示す (1) 各シリーズのスペクトルではFig3-6 に示す High air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV の

スペクトルで84keV99keV 及び 117keV の特性X線が発生しているこれはX線管のタ

ーゲットに用いているタングステン(W)焦点から発生する L 軌道特性X線(Lα1 840keVLα2 834keVLβ1 967keVLβ2 996keVLγ1 1129keVLγ2 1161keVLγ3 1167keV)やレニウム(Re)L軌道特性X線(Lα1 87keV)によるものであるその他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域で

は特性X線が発生していないが80kV~300kV の一部の線質において58keV 及び 67keV 付

近に2本ずつ特性X線が発生しているこの特性X線はW 焦点から発生する K 軌道特性X線

(Kα1 593keVKα2 580keVKβ1 672keV)やレニウム(Re)K 軌道特性X線(Kβ1 693keV) による

ものであるなお80kV 以上の波高分布の測定では1mmφの鉛コリメータから小角散乱線

や鉛の特性X線が発生するためFig3-2 のようにコリメータ口径を大きくして実施したま

た各シリーズ共通で 30kV 以上の各スペクトルではW 焦点から発生する K 軌道特性X線が

寄与しないエネルギー領域において特性X線は発生しておらずきれいなスペクトルを示した (2) 実効エネルギーEeffと各スペクトルから求めた平均エネルギーの比較(Table 3-1~Table 3-3

参照)に関する考察を以下に示す ① 実効エネルギーとフルエンス平均エネルギーの比較(EeffEF )ではNarrow シリーズ及び

Wide シリーズの 20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質

が 094~106 とplusmn6で両者がほぼ同じ値を示したがNarrow シリーズ及び Wide シリーズ

の 200kV~300kV の線質と High air-kerma シリーズの 20kV~100kV の線質が 107~110と 076~088 のように変化したこの変化はフルエンススペクトルが標準場のスペクトル

を表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿入により標準場のフルエンスス

ペクトルをろ過しつつ評価すること及び単色エネルギーに見立てていることからろ過効果が

大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い値を示し100kV 以上の線質でフ

ルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② 実効エネルギーと空気カーマの平均エネルギーの比較(EeffEK)ではNarrow シリーズの

200kV 以下の線質で-2~+5Wide シリーズの全ての線質で-2~+4と近い値を示し

たがNarrow シリーズの 250kV 以上及び High air-kerma シリーズの全ての線質で+6~

+8及び-17~-7と違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの

JAEA-Technology 2011-008

- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 14 -

比較とほぼ同様の結果となったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エ

ネルギーの比較でもほぼ同様の結果となった ③ 実効エネルギーと方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比

較ではNarrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質plusmn3とよく一致したがHigh air-kerma シリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたHigh air-kerma シリー

ズの違いが大きい理由は上記の①で示す半価層フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与した

と考えられる (3) 各スペクトルのスペクトル分解能はTable3-4 及び Table3-5 に示すようにNarrow シリ

ーズでは全ての線質でフルエンスが 027~040空気カーマが 026~046周辺線量当量

が 026~042個人線量当量 Hp(10)が 026~042 で平均値に対して-20~+30に変化

し方向性線量当量の034~044と個人線量当量Hp(007)の034~044も同じ傾向を示した

これら同じ傾向を示す線質はスペクトルの積分値には違いがあるがスペクトルの相対的な

形状がほぼ同じことを示している Wide シリーズではフルエンスが 053~059空気カーマが 052~064周辺線量当量が

052~060個人線量当量 Hp(10)が 052~059 で平均値に対して 10程度変化した High air-kerma シリーズではフルエンスが 053~093空気カーマが 059~101周辺

線量当量が 069~100個人線量当量 Hp(10)が 070~100方向性線量当量が 054~068個人線量当量 Hp(007)が 060~069 で線質の管電圧が上昇するにつれて分解能が極端に悪く

なり200kV 以上の線質では 90~100に達した従って本シリーズの 200kV 以上の線質

はスペクトル幅が極端に広いので高線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性

試験には不適当である 上述のシリーズ毎の6種類の線量単位のスペクトル分解能の平均値で表すとNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加したこの結果は文献 2)で報告された旧X線管球の評価値とほぼ同様となったISO の

各線質のフルエンススペクトルに対する分解能は付録AよりNarrowシリーズで 027~037Wide シリーズで 048~057 であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した

(4) ISO 線質のフルエンス平均エネルギーとの比較ではJAEA 線質が Narrow シリーズで 165keV~248keVWide シリーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keVであったISO のフルエンス平均エネルギーは付録AよりNarrow シリーズが 16keV~

250keVWide シリーズが 45keV~208keVHigh air-kerma シリーズが 129keV~147keV で

ある両者の値はTable3-6 に示すように 27 線質のうち 25 の線質がplusmn3 keV で一致した

大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だけであった40kV 以下

の線質での 1keV~2keV の違いはX線管球の窓材に設置されている固有フィルタの厚さの違

いによりろ過作用が変化したからであるこの固有フィルタはJAEA で 3mm の Be と 03mmの Al が付加されているのに対しISO は 1mm の Be であるこの固有フィルタの違いをアル

ミニウムの等価厚さに換算するとJAEA が 24mmISO が 07mm に相当し基礎フィルタ

を同じ厚さにしているため低エネルギー領域においてこの固有フィルタの違いが平均エネルギ

ーに影響しJAEA の方が 1keV 程度高くなったこのため校正機関どうしで標準場の線量率

の相互比較を行う場合はこの領域で影響が発生するため管球の固有フィルタの厚さが同じこ

JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 15 -

とを確認して実施することが重要であるなおこの JAEA 線質のフルエンス平均エネルギー

は標準場の指標としてTable2-2~Table2-4 に示した 以上の結果から評価したX線エネルギースペクトルの平均エネルギーの比較では周辺線量当

量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)が全線質について良く一致し方向性線量当量 H(007)個人線

量当量Hp(007)とこの線質に対応する空気カーマの3種類の平均エネルギーも全線質において良く

一致したまた各シリーズのスペクトルには目的外の特性X線等の発生が認められず良好であ

ることを確認したさらにスペクトル分解能は各シリーズで変化が大きく線質の統一性が取

れていないことが明らかになったJAEA線質と ISO線質のフルエンス平均エネルギーの比較では

管球の固有フィルタの違いがあるもののほとんどの線質でplusmn3keV とよく一致した

JAEA-Technology 2011-008

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N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

- 52 -

参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 21: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 16 -

N20

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

165 keV

N25

0

500

1000

1500

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N30

0

1500

3000

4500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

247 keV

N40

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50

E (keV)

φ(E

)

315 keV

N60

0

600

1200

1800

2400

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

469 keV

N80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

647 keV

N100

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

834 keV

N120

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

101 keV

Fig3-4 Fluence spectra of JAEA narrow series

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 22: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 17 -

N150

0

20

40

60

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

119 keV

N200

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

162 keV

N250

0

5

10

15

20

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

207 keV

N300

0

05

1

15

2

25

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

248 keV

Fig3-4 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

この印刷物は再生紙を使用しています

Page 23: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 18 -

W60

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

431 keV

W80

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

φ(E

)

551 keV

W110

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150

E (keV)

φ(E

)

785 keV

W150

0

10

20

30

40

50

0 50 100 150 200

E (keV)

φ(E

)

105 keV

W200

0

20

40

60

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

137 keV

W250

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

169 keV

W300

0

5

10

15

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

200 keV

Fig3-5 Fluence spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

- 52 -

参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 19 -

H20

0

400

800

1200

1600

0 10 20 30

E (keV)

φ(E

)

144 keV

H30

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

E (keV)

φ(E

)

203 keV

H60

0

500

1000

1500

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

φ(E

)

375 keV

H100

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

φ(E

)

580 keV

H200

0

50

100

150

200

0 50 100 150 200 250

E (keV)

φ(E

)

101 keV

H250

0

50

100

150

0 100 200 300

E (keV)

φ(E

)

121 keV

H280

0

20

40

60

80

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

φ(E

)

143 keV

H300

0

10

20

30

0 100 200 300 400

E (keV)

φ(E

)

146 keV

Fig3-6 Fluence spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 25: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 20 -

Fig3-7 Air-kerma spectra of JAEA narrow series

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

160 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

201 keV

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

N100

0

002

004

006

008

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

455 keV 645 keV

840 keV

239 keV 299 keV

N120

0

005

01

015

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

102 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

- 52 -

参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 21 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

165 keV

N250

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

251 keV

Fig3-7 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 27: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 22 -

W60

0

1

2

3

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

407 keV

W80

0

05

1

15

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Ka

(μG

yh)

531 keV

W110

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150

E (keV)

Ka

(μG

yh)

796 keV

W150

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200

E (keV)

Ka

(μG

yh)

109 keV

W200

0

0025

005

0075

01

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

143 keV

W250

0

002

004

006

008

01

012

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

177 keV

W300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

211 keV

Fig3-8 Air-kerma spectra of JAEA wide series

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 28: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 23 -

H20

0

10

20

30

0 10 20 30

E (keV)

Ka

(μG

yh)

132 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Ka

(μG

yh)

181 keV

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Ka

(μG

yh)

333 keV

H100

0

005

01

015

02

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Ka

(μG

yh)

552 keV

H200

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Ka

(μG

yh)

112 keVH250

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

138 keV

H280

0

005

01

015

0 100 200 300

E (keV)

Ka

(μG

yh)

161 keVH300

0

001

002

003

004

005

0 100 200 300 400

E (keV)

Ka

(μG

yh)

167 keV

Fig3-9 Air-kerma spectra of JAEA high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

- 52 -

参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 24 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

167 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

207 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N80

0

12

24

36

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H(1

0) (μ

Sv

h)

462 keV

309 keV

646 keV

839 keV

245 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

102 keV

Fig3-10 Ambient dose equivalent spectra of JAEA narrow series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 25 -

N150

0

005

01

015

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

210 keV

N300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

Sv

h)

251 keV

Fig3-10 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 31: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 26 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

420 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

541 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

794 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10)

(μSv

h)

209 keV

Fig3-11 Ambient dose equivalent spectra of JAEA wide series (H

(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 32: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 27 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

357 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

567 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

110 keV

H250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

158 keV

H300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

H

(10) (μ

Sv

h)

163 keV

Fig3-12 Ambient dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (H(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 33: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 28 -

N20

0

2

4

6

8

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

168 keV

N25

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

206 keV

N30

0

5

10

15

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N40

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

N100

0

003

006

009

012

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

245 keV

463 keV

309 keV

647 keV

839 keV

N120

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

102 keV

Fig3-13 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

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Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

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4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

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ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 34: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 29 -

N150

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

121 keV

N200

0

005

01

015

02

025

03

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(1

0)

(μSv

h)

164 keV

N250

0

002

004

006

008

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

210 keVN300

0

0004

0008

0012

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

251 keV

Fig3-13 Countinued

JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 30 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

422 keV

W80

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

E (keV)

Hp(1

0) (μ

Sv

h)

544 keV

W150

0

002

004

006

008

01

012

0 50 100 150 200

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

108 keV

W110

0

005

01

015

02

0 50 100 150

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

795 keV

W200

0

005

01

015

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10)

(μSv

h)

142 keV

W250

0

005

01

015

02

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

176 keV

W300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

209 keV

Fig3-14 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 31 -

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

358 keV

H100

0

01

02

03

0 20 40 60 80 100 120

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

572 keV

H200

0

01

02

03

04

0 50 100 150 200 250

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

109 keV

N250

0

01

02

03

0 50 100 150 200 250 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

134 keV

H280

0

005

01

015

02

0 100 200 300

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

157 keVH300

0

002

004

006

008

0 100 200 300 400

E (keV)

Hp(

10) (μ

Sv

h)

162 keV

Fig3-15 Personal dose equivalent spectra for strongly penetrating radiation of JAEA high air-kerma series (Hp(10))

JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 32 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

161 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

202 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hrsquo(0

07) (μ

Sv

h)

240 keV

460 keV

303 keV

Fig3-16 Directional dose equivalent spectra of JAEA narrow series (Hrsquo(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

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Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

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4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

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ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 38: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 33 -

Fig3-17 Directional dose equivalent spectra of JAEA wide series (Hrsquo(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

343 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

H(00

7) (μ

Sv

h)

133 keV

Fig3-18 Directional dose equivalent spectra of JAEA high air-kerma series (Hrsquo(007))

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

H(00

7)

(μSv

h)

414 keV

JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

- 51 -

けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 34 -

N20

0

5

10

15

20

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

161 keV

N30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N40

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

N60

0

12

24

36

48

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

240 keV

461 keV

303 keV

N25

0

5

10

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

202 keV

Fig3-19 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA narrow series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 35 -

W60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

070)

(μSv

h)

416 keV

Fig3-20 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA wide series (Hp(007))

H60

0

1

2

3

4

0 10 20 30 40 50 60 70

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

345 keV

H30

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Sv

h)

183 keV

H20

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

E (keV)

Hp(

00

7) (μ

Gv

h)

132 keV

Fig3-21 Personal dose equivalent spectra for weakly penetrating radiation

of JAEA high air-kerma series (Hp(007))

JAEA-Technology 2011-008

- 36 -

Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

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TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

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Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

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ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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Table 3-1 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA narrow series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 158 165 160 167 161 168 161 096 099 095 098 094 098

25 197 207 201 207 202 206 202 095 098 095 098 096 098

30 242 247 239 245 240 245 240 098 101 099 101 099 101

40 305 315 299 309 303 309 303 097 102 099 101 099 101

60 448 469 455 462 460 463 461 096 098 097 097 097 097

80 647 647 645 646 647 100 100 100 100

100 847 834 840 839 839 102 101 101 101

120 103 101 102 102 102 102 101 101 101

150 122 119 121 121 121 103 101 101 101

200 174 162 165 164 164 107 105 106 106

250 223 207 210 210 210 108 106 106 106

300 271 248 251 251 251 109 108 108 108

Table 3-2 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA wide series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

60 403 431 407 420 414 422 416 094 099 096 097 095 09780 519 551 531 541 544 094 098 096 095

110 782 785 796 794 795 100 098 098 098

150 107 105 109 108 108 102 098 099 099

200 146 137 143 142 142 107 102 103 103

250 182 169 177 176 176 108 103 103 103

300 220 200 211 209 209 110 104 105 105

Table 3-3 Relationship between effective energy and mean energy for JAEA high air-kerma series

TubeVoltage Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff Eeff

(kV) Eeff EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007) EF EK EH(10) EH(007) Ep(10) Ep(007)

20 110 144 132 133 132 076 083 083 08330 164 203 181 183 183 081 091 090 09060 310 375 333 357 343 358 345 083 093 087 090 087 090

100 510 580 552 567 572 088 092 090 089200 100 101 112 110 109 099 089 091 092250 123 121 138 134 134 102 089 092 092280 152 143 161 158 157 106 094 096 097300 152 146 167 163 162 104 091 093 094

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

Effective energy(Eeff) and mean energy (keV) Ratio of Eeff to mean energy

JAEA-Technology 2011-008

- 37 -

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

JAEA-Technology 2011-008

- 38 -

Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

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- 39 -

4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

- 40 -

ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007) Fluence Ka H

(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)

20 30 34 27 34 27 34 - - - - - -

25 31 34 30 34 30 34 - - - - - -

30 31 36 32 35 32 35 - - - - - -

40 39 46 41 44 41 44 - - - - - -

60 40 44 42 43 42 43 53 59 55 57 55 5780 33 35 35 - 35 - 57 64 60 - 59 -

100 29 28 28 - 28 - - - - - - -

110 - - - - - - 58 54 54 - 54 -

120 27 26 26 - 26 - - - - - - -

150 37 34 35 - 35 - 55 51 52 - 52 -

200 32 30 30 - 30 - 56 53 54 - 53 -

250 29 26 27 - 27 - 57 52 54 - 53 -

300 30 28 28 - 28 - 59 53 54 - 55 -

Average 32plusmn4 33plusmn7 32plusmn5 38plusmn5 32plusmn5 38plusmn5 56plusmn2 55plusmn5 55plusmn3 57 54plusmn2 57

Table 3-4 Resolution of each energy spectra for narrow series and wide series

Resolution ()

Narrow series Wide series

TubeVoltage

(kV) Fluence Ka H(10) Hacute(007) Hp(10) Hp(007)20 53 59 - 54 - 6030 63 61 - 59 - 6260 72 62 69 68 70 69

100 72 72 74 - 74 -

200 93 101 100 - 100 -

250 90 93 94 - 94 -

280 77 85 85 - 85 -

300 79 90 89 - 89 -

Average 75plusmn13 78plusmn17 85plusmn12 60plusmn6 85plusmn12 64plusmn4

Resolution ()

High air-kerma series

Table 3-5 Resolution of each energy spectra for high air-kerma series

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Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

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4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

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ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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Table3-6 Comparison of fluence spectrum mean energy for JAERI qualities and ISO qualities

Kind of Tube Ratio DifferenceSeries Voltage JAEA ISO (JAEAISO) keV

20 165 16 103 0525 207 20 104 0730 247 24 103 0740 315 33 095 -1560 469 48 098 -11

Narrow 80 647 65 100 -03100 834 83 100 04120 101 100 101 1150 119 118 101 1200 162 164 099 -2250 207 208 100 -1300 248 250 099 -260 431 45 096 -1980 551 57 097 -19110 785 79 099 -05

Wide 150 105 104 101 1200 137 137 100 0250 169 173 098 -4300 200 208 096 -820 144 129 112 1530 203 197 103 0660 375 373 101 02

High 100 580 574 101 06Air-Kerma 200 101 102 099 -1

250 121 122 099 -1280 143 146 098 -3300 146 147 099 -1

Fluence Spectrum Mean Energy (keV)

JAEA-Technology 2011-008

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4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

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ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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4線質に対する線量当量換算係数の評価

41 評価方法

X線標準場を放射線測定器の性能試験に用いる場合の基準線量率は放射線防護の実用量である

周辺線量当量率や個人線量当量率が一般的に使用されるこのため放射線測定器に照射する標準

場の基準線量当量率はまず標準場の照射線量率を測定して空気カーマ率に変換しこの値に各

線量当量のエネルギーに対応した空気カーマからの換算係数(H(10)KaH(007)KaHp(10)KaHp(007)Ka など)を乗じて算出するしかしX線標準場はX線エネルギースペクトル

に広がりをもっているためICRP74 に示される線量当量換算係数はそのまま利用できない従っ

てX線標準場の線量当量換算係数を求める場合は各線量当量スペクトルの各エネルギーに対応

した換算係数を積分して求める必要があるこのため今回設定した ISOX線標準場の線量当量換

算係数は下記の方法で求め線量当量スペクトルの平均エネルギーに対する換算係数と実効エネル

ギーに対する換算係数との比較検討を行った

線量当量換算係数の評価は各線量当量スペクトル(H(10)H(007)Hp(10)Hp(007))と空気

カーマスペクトルの積分値の比から線量当量換算係数(f H(10)Total等SvGy)を求め線量当量平均

エネルギーに対する換算係数(fEHSvGy)及び実効エネルギーに対する換算係数(f effSvGy)との

比較を行いその違いを考察すると共に使用する換算係数を決定したまたISO 4037-3 に示さ

れるスペクトル積分比から求められた ISO 線質の H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数と上記で

算出した JAEA 線質の換算係数との比較を行った 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の換算係数の評価は当該換算係数が 10keV 以上で

あるため各シリーズのスペクトルで 10keV 未満に分布している線質は評価の対象から外したま

たH(007)Ka 及び Hp(007)Ka の換算係数の評価は312 章で述べた理由から各シリーズ

のスペクトルで 60kV 以下の線質を評価の対象とした 42 評価結果及び ISO との比較 周辺線量当量換算係数(H(10)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(10)Ka)の比較結果をTable4-1~Table4-6 に方向性線量当量換算係数(H(007)Ka)及び個人線量当量換算係数(Hp(007)Ka)の比較結果を Table 4-7~Table 4-12 に示すこれらのデータから各線量当量の平均エネルギ

ーの換算係数とスペクトル積分比の換算係数の比を比較した図を Fig4-1~Fig4-4 に示すまた

各シリーズで利用する換算係数をまとめた表を Table 4-13~Table 4-15 に示す更に

ISO4037-3 に示される ISO 換算係数と JAEA 換算係数との比較を Table 4-16~Table 4-17 に示

す以下に比較結果及び考察を示す (1) 周辺線量当量換算係数 H(10)Ka についてのスペクトルの積分比から求めた換算係数(f

H(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係数(f EH)の比較ではTable4-1~Table4-3 に示すように Narrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以上の線質及び

High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上

記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 13と大きな違いが生じ

たこれは40kV 以下の低エネルギー線質では Fig3-3 のように換算係数が急激に低下する

JAEA-Technology 2011-008

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ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

- 41 -

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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ためこの領域の線質に対してスペクトル同士の換算係数と平均エネルギーの換算係数に違い

が生じたからである ISO 4037-1 のスペクトル積分比から求めた換算係数が ISO 4037-3 に示されておりこの換

算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較ではTable4-16に示すようにNarrowシリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kerma シリー

ズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で低い管

電圧になるにつれて両者の換算係数には 2 ~ 16と大きな違いが生じたこれは32 項の(4)に示した管球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではFig4-1 に示すようにNarrow シリーズの 25kV 以上の線

質Wide シリーズの全線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者

はよく一致した これらの結果から標準場の周辺線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トルの積分比から算出した換算係数 f H(10)Total(SvGy)を用いることにする (2) 個人線量当量換算係数 Hp(10)Ka はTable4-4~Table4-6 及び Fig4-2 に示すように平

均エネルギーに対する換算係数との比較ISO の換算係数との比較及び実効エネルギーに対す

る換算係数との比較で(1)とほぼ同様の結果となった従って標準場の個人線量当量 Hp(10)を空気カーマから求める場合の換算係数は(1)と同様の判断によりスペクトルの積分比から

求めた各線質の換算係数を用いることにする (3) 方向性線量当量 H(007)及び個人線量当量 Hp(007)の換算係数はTable4-7~Table4-12 に

示すようにスペクトルの積分比から求めた換算係数とスペクトル平均エネルギーに対する換算

係数の比較ではほとんどの線質でplusmn3で一致した同様に実効エネルギーの換算係数との

比較でもFig4-3~Fig4-4 に示すようにほとんどの線質でplusmn3で一致した ISO 4037-3のスペクトル積分比から求めた換算係数と JAEAが同じ手法で評価した換算係数

との比較ではTable4-17 に示すように Narrow シリーズWide シリーズ及び High air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(1)及び(2)と統一

性を図るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにする 以上の結果から空気カーマから各線量当量へ変換する換算係数はH(10)及び Hp(10)の 40kV以下の低エネルギー線質を除いてスペクトルの積分比から算出した値スペクトル平均エネルギ

ーからの値及び実効エネルギーからの値がplusmn3で良く一致した但し40kV 以下の低エネルギー

線質ではスペクトルの積分比から算出した換算係数が正確であることから全ての線質について

文献 7)の国際規格の手法であるスペクトル積分比から算出した換算係数を用いることにした今後

はこれらを反映した Table 4-13~Table 4-15 の各種換算係数を利用することとするこのほか

線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mm を有する場

合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いることができること

を明らかにした

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

JAEA-Technology 2011-008

- 42 -

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

20 0336 167 0375 112 158 0313 09325 0603 207 0653 108 197 0589 09830 0814 245 0856 105 242 0842 10340 1083 309 1139 105 305 1122 10460 1561 462 1611 103 448 1585 10280 1732 646 1747 101 647 1747 101100 1704 839 1708 100 847 1705 100120 1643 102 1643 100 103 1639 100150 1579 121 1578 100 122 1575 100200 1461 164 1456 100 174 1436 098250 1390 210 1387 100 223 1373 099300 1348 251 1346 100 271 1330 099

f H(10)Total H(10) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(10)

f eff Conversion coefficient for mean energy Eeff

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1432 420 1522 106 403 1478 10380 1629 541 1709 105 519 1690 104110 1706 794 1722 101 782 1725 101150 1620 108 1622 100 107 1625 100200 1517 142 1513 100 146 1501 099250 1446 176 1433 099 182 1423 098300 1397 209 1389 099 220 1376 098

Voltage f H(10)Total EH(10) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(10)Total (keV) (SvGy) f H(10)Total

60 1179 357 1329 113 310 1142 097100 1599 567 1726 108 510 1681 105200 1605 110 1615 101 100 1650 103250 1543 134 1537 100 123 1571 102280 1492 158 147 099 152 1485 100300 1483 163 1459 098 152 1485 100

    dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA wide series (f H(10) Ka)

    dose equivalent for JAEA narrow series (f H(10) Ka)

Table 4-1 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-2 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

Table 4-3 Comparison of conversion coefficients from air kerma to ambient

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 44 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

- 50 -

低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

20 0339 168 0395 117 158 0322 09525 0607 206 0647 107 197 0592 09830 0818 245 0858 105 242 0843 10340 1092 309 1151 105 305 1134 10460 1627 463 1681 103 448 1641 10180 1890 647 1914 101 647 1914 101100 1879 839 1888 100 847 1885 100120 1801 102 1801 100 103 1796 100150 1717 121 1713 100 122 1709 100200 1571 164 1567 100 174 1543 098250 1478 210 1475 100 223 1455 098300 1421 251 1419 100 271 1397 098

f Hp(10)Total Hp(10) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(10)

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1476 422 1562 106 403 1500 10280 1734 544 1835 106 519 1799 104110 1874 795 1905 102 782 1909 102150 1769 108 1773 100 107 1777 100200 1641 142 1632 099 146 1619 099250 1550 176 1538 099 182 1525 098300 1487 209 1477 099 220 1460 098

Voltage f Hp(10)Total EHp(10) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(10)Total (keV) (SvGy) f Hp(10)Total

60 1201 358 1344 112 310 1154 096100 1704 572 1868 110 510 1784 105200 1746 109 1767 101 100 1811 104250 1671 134 166 099 123 1705 102280 1608 157 1586 099 152 1601 100300 1596 162 1573 099 152 1601 100

dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(10) Ka)

Table 4-4 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-5 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal

Table 4-6 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(10) Ka)

dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(10) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 43 -

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 1002 161 1001 100 158 0998 10025 1054 202 1053 100 197 1046 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1223 303 1226 100 305 1231 10160 1468 460 1490 101 448 1476 101

f H(007)Total H(007) spectrum Kerma spectrum

f EH Conversion coefficient for mean energy EH(007)

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

60 1398 414 1431 102 403 1414 101

Voltage f H(007)Total EH(007) f EH f EH Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f H(007)Total (keV) (SvGy) f H(007)Total

20 0977 133 0976 100 110 0959 09830 1032 183 1027 100 164 1004 09760 1276 343 1308 103 310 1241 097

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0994 161 0993 100 158 0989 09925 1049 202 1048 100 197 1040 09930 1114 240 1113 100 242 1117 10040 1233 303 1237 100 305 1241 10160 1540 461 1569 102 448 1545 100

f Hp(007)Total Hp(007) spectrum Kerma spectrumf EHp Conversion coefficient for mean energy EHp(007)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

60 1448 416 1479 102 403 1450 100

Table 4-10 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA narrow series (f Hp(007) Ka)

Table 4-11 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA wide series (f Hp(007) Ka)

Table 4-9 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f H(007) Ka)

Table 4-7 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA narrow series (f H(007) Ka)

Table 4-8 Comparison of conversion coefficients from air kerma to directional dose equivalent for JAEA wide series (f H(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

JAEA-Technology 2011-008

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 165 0336 1002 0339 0994

25 207 0603 1054 0607 1049

30 247 0814 1114 0818 1114

40 315 1083 1223 1092 1233

60 469 1561 1468 1627 1540

80 647 1732 - 1890 -

100 834 1704 - 1879 -

120 101 1643 - 1801 -

150 119 1579 - 1717 -

200 162 1461 - 1571 -

250 207 1390 - 1478 -

300 248 1348 - 1421 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

60 431 1432 1398 1476 1448

80 551 1629 - 1734 -

110 785 1706 - 1874 -

150 105 1620 - 1769 -

200 137 1517 - 1641 -

250 169 1446 - 1550 -

300 200 1397 - 1487 -

Table 4-13 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma              for JAEA narrow series(Summary)

Table 4-14 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA wide series(Summary)

Voltage f Hp(007)Total EHp(007) f EHp f EHp Eeff f eff f eff

(kV) (SvGy) (keV) (SvGy) f Hp(007)Total (keV) (SvGy) f Hp(007)Total

20 0970 132 0967 100 110 0954 09830 1027 183 1020 099 164 0996 09760 1301 345 1328 102 310 1251 096

Table 4-12 Comparison of conversion coefficients from air kerma to personal dose equivalent for JAEA high air-kerma series (f Hp(007) Ka)

JAEA-Technology 2011-008

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Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

JAEA-Technology 2011-008

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 50: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

- 45 -

Voltage EF H(10)Ka H(007)Ka Hp(10)Ka Hp(007)Ka

(kV) (keV) (SvGy) (SvGy) (SvGy) (SvGy)

20 144 - 0977 - 0970

30 203 - 1032 - 1027

60 375 1179 1276 1201 1301

100 580 1599 - 1704 -

200 101 1605 - 1746 -

250 121 1543 - 1671 -

280 143 1492 - 1608 -

300 146 1483 - 1596 -

Table 4-15 Conversion coefficient of dose equivalent to air kerma                for JAEA high air-kerma series(Summary)

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- 46 -

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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- 49 -

5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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Page 51: 放射線測定器の性能試験に用いる AEA- 国際規格に …...J AEA-T e c hnolo g y JAEA-Technology 2011-008 Department of Radiation Protection Nuclear Science Research

JAEA-Technology 2011-008

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Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 0336 - - 0339 027 12625 0603 052 116 0607 055 11030 0814 080 102 0818 079 10440 1083 118 092 1092 117 09360 1561 159 098 1627 165 099

Narrow 80 1732 173 100 1890 188 101100 1704 171 100 1879 188 100120 1643 164 100 1801 181 100150 1579 158 100 1717 173 099200 1461 146 100 1571 157 100250 1390 139 100 1478 148 100300 1348 135 100 1421 142 10060 1432 149 096 1476 155 09580 1629 166 098 1734 177 098110 1706 171 100 1874 187 100

Wide 150 1620 162 100 1769 177 100200 1517 152 100 1641 165 099250 1446 144 100 1550 154 101300 1397 139 101 1487 147 10160 1179 115 103 1201 119 101100 1599 157 102 1704 168 101

High 200 1605 161 100 1746 175 100Air-Kerma 250 1543 154 100 1671 167 100

280 1492 149 100 1608 160 101300 1483 148 100 1596 159 100

Ratio is JAERI qualities divided by ISO qualities H(10)Ka and Hp(10)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Kind of Voltage Ratio RatioSeries (kV) JAEA ISO (JAEAISO) JAEA ISO (JAEAISO)

20 1002 100 100 0994 098 10125 1054 103 102 1049 103 102

Narrow 30 1114 110 101 1114 110 10140 1223 125 098 1233 127 09760 1468 148 099 1540 155 099

Wide 60 1398 143 098 1448 149 097High 20 0977 096 102 0970 095 102

Air-Kerma 30 1032 102 101 1027 101 10260 1276 126 101 1301 129 101

Ratio is JAERI series divided by ISO qualities H(007)Ka and Hp(007)Ka value of ISO qualities quoted ISO 4037-3 (1999)

Table 4-16 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(10) and Hp(10) for JAEA qualities and ISO qualities

Table 4-17 Comparison of conversion coefficient from air kerma to H(007)

H(10)Ka Hp(10)Ka

H(007)Ka Hp(007)Ka

and Hp(007) for JAEA qualities and ISO qualities

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Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

- 47 -

Fig4-1 Ratio of feff to fH(10)Total for H (10) Ka

Fig4-2 Ratio of feff to fHp(10)Total for Hp(10) Ka

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

10)T

otal )

0 50 100 150 200 250 30007

08

09

10

11

12

13R

atio

of c

onve

rsio

n co

effic

ient

s (

f eff

f H

(10)

Tota

l ) Narrow series Wide series High air-kerme series

Tube voltage (kV)

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- 48 -

Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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Fig4-3 Ratio of feff to fH(007)Total for Hprime (007) Ka

Fig4-4 Ratio of feff to fHp(007)Total for Hp(007) Ka

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

Hp(

007

)Tot

al )

Tube voltage (kV)

0 10 20 30 40 50 6007

08

09

10

11

12

13

Narrow series Wide series High air-kerme series

Rat

io o

f con

vers

ion

coef

ficie

nts

( f ef

f f

H(0

07)

Tota

l )

Tube voltage (kV)

JAEA-Technology 2011-008

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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5結 論 本報告では原子力科学研究所放射線標準施設棟に設置されている中硬X線照射装置(米国パンタ

ック社製 HF-420C 型)を用いてISO 4037-1 で推奨する放射線防護用測定器の性能試験及び校正

に使用する3つのシリーズに対応したX線標準場を 27 の線質について設定し実際の照射に用い

る各種線量当量スペクトル及び各線量に対応した空気カーマからの換算係数を評価したまた今

回設定した JAEA 線質と ISO 線質の比較検討を行ったこれらの設定結果及び検討結果より以下

の結論を得た (1) ISO に準拠したX線標準場の設定ではISO 線質と同じ基礎フィルタを用い各シリーズの線

質についてISO の設定指標である半価層均等度平均エネルギー及び空気カーマ率を評価

しこれに加えて国内の JIS 規格が推奨する実効エネルギー及び線質指標を評価しISO 線

質の評価結果と比較を行い以下の結果が得られた ① 今回設定した 3 つのシリーズの JAEA 線質はNarrow シリーズが 20kV~300kV の管電圧

で 12 線質Wide シリーズが 60kV~300kV の管電圧で 7 線質High air-kerma シリーズが

20kV~300kV の管電圧で 8 線質の合計 27 の線質を構築したこれらの線質のフルエンス平

均エネルギーは管電圧 20kV~300kV の範囲で 144keV~248keV である ② 均等度では全シリーズで両者がplusmn003 で良く一致し半価層測定用フィルタによる連続ス

ペクトルのろ過効果にあまり影響を及ぼさないことがわかったまた下記で述べる⑤及び⑥

の実効エネルギーや線質指標の変化に対して影響が少ないことが判明した ③ 両者の半価層の比較では全シリーズの 110kV 以下の線質で Al 及び Cu 材質でplusmn007mm と

変化が少なかったがそれ以上の管電圧で JAEA の方が最大で 03mm(Cu)厚くなり各線質

のスペクトル及び実効エネルギーに若干の影響を及ぼした ④ 各シリーズの校正距離 1m での管電流 1mA 当たりの空気カーマ率はNarrow シリーズが 21

~15 mGyhWideシリーズが06~3 mGyminHigh air-kermaシリーズが6~12 mGyminであったこれらのシリーズを利用する場合は校正距離及び管電流を変更することにより

1Gyh 程度の高い線量率を照射する場合に High air-kerma シリーズが利用でき個人線量計

のように数 mSv の積算照射を短時間で行う場合に Narrow シリーズが利用できサーベイメ

ータのように 1mGyh~5mGyh 程度の線量率照射を行う場合に Narrow シリーズ又は Wideシリーズの標準場が利用できる

⑤ 実効エネルギーでは全シリーズの 110kV 以下の線質で両者がplusmn1keV で良く一致したが

それ以上の管電圧で JAEA線質の方が徐々に高い値を示し最大で 18keV変化したこれは

上記の③の半価層の違いが影響したためである ⑥ 線質指標では全シリーズで ISO 線質と最大 5の差異が生じISO の各シリーズ内でもplusmn

5変化しているこれはISO の各シリーズの線質の設定指標が基礎フィルタのみでは変化

が大きく日本の JIS 規格に示される線質指標による分類ができないことが判明したまた

40kV 以下の線質における両者の違いはX線管球の Be 固有フィルタが ISO で 1mmJAEAが Be 3mm+Al 03mm の厚さの違いによるもので世界中で市販されているX線管球の固有

フィルタにはBe 1mm~7mm のものが利用されておりISO の線質条件が40kV 以下の

JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

- 52 -

参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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低エネルギー領域においてこれら全ての管球について適合するものではないことがわかった 以上の結果からISO の各シリーズの標準場を校正機関が設定する場合は半価層均等度

実効エネルギー及び線質指標の測定を行いISO 線質との違いを明らかにしておくことが重

要である (2) 各シリーズのスペクトルの評価ではHigh air-kerma シリーズの 20kV 及び 30kV のスペクト

ルでタングステン焦点からL軌道特性X線等(84keV99keV 及び 117keV)が発生しその

他のシリーズを含めた 50keV 以下の領域では特性X線が発生しなかったまた80kV~300kVの一部の線質でK 軌道特性X線等(580keV593keV672keV 及び 693keV)が発生した

(3) 実効エネルギーEeffと各スペクトル平均エネルギーの比較を以下に示す ① Eeff とフルエンス平均エネルギー(EF)の比較ではNarrow シリーズ及び Wide シリーズの

20kV~150kV の線質と High air-kerma シリーズの 200kV~300kV の線質がplusmn6でほぼ一

致したがその他の線質で-24~+10と大きな変化を示したこの違いはフルエンスス

ペクトルが標準場のスペクトルを表しているのに対し実効エネルギーは半価層フィルタの挿

入により標準場のフルエンススペクトルをろ過しつつ評価するためフルエンス当たりの照射

線量換算係数が影響しろ過効果が大きい 60kV 以下の線質ではフルエンスエネルギーが高い

値を示し100kV 以上の線質でフルエンスエネルギーが小さい傾向を示した ② Eeffと空気カーマ平均エネルギー(EK)の比較ではNarrow シリーズ 200kV 以下及び Wide シ

リーズの全ての線質で-2~+5と両者は良く一致したがその他の線質で-17~+8と

違いが大きくなったこの傾向はフルエンス平均エネルギーとの比較とほぼ同様の結果とな

ったまた周辺線量当量 H(10)と個人線量当量 Hp(10)の平均エネルギーの比較でもほぼ

同様の結果となった ③ Eeff と方向性線量当量 H rsquo (007)及び個人線量当量 Hp(007)の平均エネルギーの比較では

Narrow シリーズと Wide シリーズの全ての線質でplusmn3とよく一致したがHigh air-kermaシリーズの全ての線質で-17~-10の違いが生じたこの違いは上記の①で示す半価層

フィルタのろ過効果の影響が大きく寄与したと考えられる (4) 各シリーズのスペクトル分解能は6 種類のスペクトルに対してNarrow シリーズが 26~

46Wide シリーズが 52~64High air-kerma シリーズが 53~101となり管電圧

が同じスペクトルで同様の傾向を示したしかしHigh air-kerma シリーズは 100kV 以下で

53~74200kV 以上の線質では 90~100に達しスペクトル幅が極端に広いため高

線量率の照射には適するが測定器のエネルギー特性試験には不適当であるこれらの変化は

Narrow と Wide シリーズが平均値に対してplusmn10と良好であったがHigh air-kerma シリー

ズが平均値に対してplusmn30と大きく変化したこれらのシリーズ毎の平均値はNarrow シリ

ーズが 34Wide シリーズが 56High air-kerma シリーズが 75となりNarrow シリ

ーズに対する相対比で表すとWide シリーズが 16 倍High air-kerma シリーズが 22 倍に

増加した一方付録Aに示す ISO の分解能はNarrow シリーズで 27~37Wide シリ

ーズで 48~57であり上記の JAEA 線質と比較すると両者は良く一致した (5) 各シリーズのフルエンス平均エネルギーはNarrow シリーズで 165keV~248keVWide シ

リーズで 431keV~200keVHigh air-kerma シリーズで 144keV~146keV であった付録A

に示す ISO のフルエンス平均エネルギーとの比較では両者の値が 27 線質のうち 25 の線質で

plusmn3 keV で一致した大きな違いが生じたのはWide シリーズの 250kV300kV の 2 線質だ

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

- 52 -

参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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けであった40kV 以下の線質で 1keV~2keV の違いが生じたのはX線管球の固有フィルタの

厚さの違いによりろ過作用が変化したからであるこの領域で校正機関どうしの線量率の相互

比較を行う場合は管球の固有フィルタの厚さが同じで有ること又は固有フィルタの厚さが

異なる場合はスペクトルの形状を ISO と比較することが重要である (6) 各シリーズの H(10)Ka 及び Hp(10)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの積

分比から求めた換算係数(f H(10)Total又は f Hp(10)Total)と線量当量の平均エネルギーに対する換算係

数(f EH又は f EHp)の比較でNarrow シリーズの 80kV 以上の線質Wide シリーズの 110kV 以

上の線質及び High air-kerma シリーズの 200kV 以上の線質においてplusmn2でよく一致したし

かし上記以外の線質で低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 5 ~ 13と大きな違

いが生じたこのため使用する換算係数はISO 4037-3 に準じたスペクトルの積分比から求

めた換算係数を用いることにした ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

Narrow シリーズの 60kV 以上の線質Wide シリーズの 80kV 以上の線質及び High air-kermaシリーズの 100kV 以上の線質においてplusmn2と両者はよく一致したしかし上記以外の線質で

低い管電圧になるにつれて両者の換算係数には 3 ~ 16と大きな違いが生じたこれは管

球の固有フィルタの厚さの違いによるものと推定される 一方国内規格の JIS Z 4511 に準じた実効エネルギーに対する換算係数とスペクトル積分比

から求めた換算係数との比較ではNarrow シリーズの 25kV 以上の線質Wide シリーズの全

線質及び High air-kerma シリーズの全線質において概ねplusmn3と両者はよく一致したこのこ

とから線質のスペクトル評価ができない校正機関では管球の固有フィルタが Be1mm~3mmを有する場合に25kV 以上の線質において実効エネルギーに対応する換算係数を用いること

ができることを明らかにした (7) 各シリーズの H(007)Ka 及び Hp(007)Ka の線量当量換算係数の評価ではスペクトルの

積分比から求めた換算係数(f H(007)Total又は f Hp(007)Total)に対する線量当量スペクトル平均エネル

ギーに対応する換算係数(f EH rsquo又は f EHp)と実効エネルギーに対応する換算係数(f eff)の比較で全

ての線質において平均エネルギー及び実効エネルギーに対してplusmn3で一致した ISO 4037-3に示される ISO換算係数とJAEAが同じ手法で評価した換算係数との比較では

NarrowWide及びHigh air-kermaシリーズの全ての線質においてplusmn3と両者はよく一致した これらの結果から標準場の基準線量当量を空気カーマから求める場合の換算係数はスペク

トル平均エネルギー実効エネルギー及びスペクトルの積分比から算出した 3 種類の値がplusmn3で一致しどれを用いても良いことがわかった但し使用する換算係数は(6)と統一性を図

るためスペクトルの積分比から算出した換算係数を用いることにした 上記の結論より今回整備した JAEA の ISO に準拠したX線標準場は一部の低エネルギーの

線質を除く多くの線質で ISO 線質に良く一致していることが確認できたまたISO 線質を設定す

る場合の留意点や ISO 線質の設定指標の問題点を明らかにし今後これらについて ISO の改定

時に意見を述べることにするこれらの ISO に準拠したX線標準場は放射線防護用測定器のサー

ベイメータモニタ及び個人線量計に対して国際電気標準会議(IEC)が制定した IEC 規格に基づ

くエネルギー特性試験及び方向特性試験等の性能試験に使用できるほか世界の校正機関との基準

照射及び相互比較実験に使用できることになった

JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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参 考 文 献 1) 国際標準化機構ISO 4037-1ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate

meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part1Radiation characteristics and production methods (1996)

2) 清水 滋Qingli ZHANG梶本 与一川崎 朋克藤井 克年ldquo国際規格(ISO4037-1)に準拠した

放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備rdquo JAERI-Tech 2003-095 (2004)

3) 日本規格協会JIS Z 4511ldquo照射線量測定器及び線量当量測定器の校正方法rdquo(1999) 4) HJVeigloAtomic data table Vol5 (1973) 5) 国際放射線防護委員会ICRP Publication 74 ldquoConversion coefficients for use in radiological protection

against external radiationrdquo(1996) 6) BGrosswendtldquoThe Angular dependence and irradiation geometry factor for the dose equivalent for

photons in slab phantoms of tissue-equivalent material and PMMArdquoRadiation Protection Dosimetry Vol35 No4 p221-235 (1991)

7) 国際標準化機構ISO 4037-3ldquoX and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energyrdquo Part3Calibration of area and personal dosemeters and the measurement of their response as a function of energy and angle of incidence (1999)

8) 清水 滋澤畠 忠広梶本 与一志風 義明吉原 泰明立部 洋介ldquo放射線測定器の性能試

験に用いる国内規格に準拠した中硬X線標準場の整備rdquo JAEA-Technology 2010-009 (2010)

9) 国際放射線単位測定委員会ICRU Report 47 ldquoMeasurement of dose equivalents from external photon and electron radiationsrdquo(1992)

10) JHHUBBELL ldquoPhoton Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1keV to 20keVrdquoIntJApplRadiatIsotVol33 p1269-1290 (1982)

JAEA-Technology 2011-008

- 53 -

付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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JAEA-Technology 2011-008

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付録AISO4037-1(1996)の 3 シリーズの線質の仕様

ISO 4037-1(1996)に記載されている ISOX線質の Narrow spectrum seriesWide spectrum seriesHigh air-kerma series の3シリーズを Table A1~Table A3 に示す各表の右欄には日

本国内の線質規格である実効エネルギー(Eeff)と線質指標(Quality index)及び均等度(Homogeneity coefficient)の計算結果を示すなお実効エネルギーはWMJVeigele らの「Atomic data table Vol5」(1973)のデータを用いて光子エネルギーに対する半価層を求めこの両者の関係をフィッテ

ィング関数にして算出した

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Pb Sn Cu Al mm keV (QI) (H)20 16 34 10 032Al 150 075 08625 20 33 20 066Al 192 077 09030 24 32 40 115Al 233 078 08840 33 30 021 0084Cu 317 079 09260 48 36 06 024Cu 462 077 09280 65 32 20 058Cu 639 080 094100 83 28 50 111Cu 825 083 095120 100 27 10 50 171Cu 100 083 097150 118 37 25 236Cu 118 079 096200 164 30 10 30 20 399Cu 166 083 099250 208 28 30 20 519Cu 208 083 099300 250 27 50 30 612Cu 253 084 100

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Sn Cu Al mm keV (QI) (H)60 45 48 03 018 416 069 08680 57 55 05 035 529 066 080110 79 51 20 096 777 071 086150 104 56 10 186 104 069 089200 137 57 20 308 138 069 093250 173 56 40 422 173 069 096300 208 57 65 520 209 070 097

Tube Mean Reso- Additional filter 1st Eeff Quality Homogepotential energy lution mm HVL index coefficient

kV keV Air Cu Al mm keV (QI) (H)20 129 750 015 012Al 107 054 07530 197 750 05 038Al 159 053 06360 373 Not 750 32 242Al 306 051 074100 574 specified 750 015 39 030Cu 500 050 064200 102 2250 115 170Cu 997 050 071250 122 2250 16 247Cu 121 048 075280 146 2250 30 337Cu 147 053 084300 147 2250 25 340Cu 148 049 082

Table A3 Characteristics of ISO high air-kerma rate series

Table A2 Characteristics of ISO wide-spectrum series

Table A1 Characteristics of ISO narrow-spectrum series

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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国際単位系(SI)

乗数  接頭語 記号 乗数  接頭語 記号

1024 ヨ タ Y 10-1 デ シ d1021 ゼ タ Z 10-2 セ ン チ c1018 エ ク サ E 10-3 ミ リ m1015 ペ タ P 10-6 マイクロ micro1012 テ ラ T 10-9 ナ ノ n109 ギ ガ G 10-12 ピ コ p106 メ ガ M 10-15 フェムト f103 キ ロ k 10-18 ア ト a102 ヘ ク ト h 10-21 ゼ プ ト z101 デ カ da 10-24 ヨ ク ト y

表5SI 接頭語

名称 記号 SI 単位による値

分 min 1 min=60s時 h 1h =60 min=3600 s日 d 1 d=24 h=86 400 s度 deg 1deg=(π180) rad分 rsquo 1rsquo=(160)deg=(π10800) rad秒 rdquo 1rdquo=(160)rsquo=(π648000) rad

ヘクタール ha 1ha=1hm2=104m2

リットル Ll 1L=11=1dm3=103cm3=10-3m3

トン t 1t=103 kg

表6SIに属さないがSIと併用される単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

電 子 ボ ル ト eV 1eV=1602 176 53(14)times10-19Jダ ル ト ン Da 1Da=1660 538 86(28)times10-27kg統一原子質量単位 u 1u=1 Da天 文 単 位 ua 1ua=1495 978 706 91(6)times1011m

表7SIに属さないがSIと併用される単位でSI単位で表される数値が実験的に得られるもの

名称 記号 SI 単位で表される数値

キ ュ リ ー Ci 1 Ci=37times1010Bqレ ン ト ゲ ン R 1 R = 258times10-4Ckgラ ド rad 1 rad=1cGy=10-2Gyレ ム rem 1 rem=1 cSv=10-2Svガ ン マ γ 1γ=1 nT=10-9Tフ ェ ル ミ 1フェルミ=1 fm=10-15mメートル系カラット 1メートル系カラット = 200 mg = 2times10-4kgト ル Torr 1 Torr = (101 325760) Pa標 準 大 気 圧 atm 1 atm = 101 325 Pa

1cal=41858J(「15」カロリー)41868J(「IT」カロリー)4184J(「熱化学」カロリー)

ミ ク ロ ン micro 1 micro =1microm=10-6m

表10SIに属さないその他の単位の例

カ ロ リ ー cal

(a)SI接頭語は固有の名称と記号を持つ組立単位と組み合わせても使用できるしかし接頭語を付した単位はもはや コヒーレントではない(b)ラジアンとステラジアンは数字の1に対する単位の特別な名称で量についての情報をつたえるために使われる

 実際には使用する時には記号rad及びsrが用いられるが習慣として組立単位としての記号である数字の1は明 示されない(c)測光学ではステラジアンという名称と記号srを単位の表し方の中にそのまま維持している

(d)ヘルツは周期現象についてのみベクレルは放射性核種の統計的過程についてのみ使用される

(e)セルシウス度はケルビンの特別な名称でセルシウス温度を表すために使用されるセルシウス度とケルビンの

  単位の大きさは同一であるしたがって温度差や温度間隔を表す数値はどちらの単位で表しても同じである

(f)放射性核種の放射能(activity referred to a radionuclide)はしばしば誤った用語でrdquoradioactivityrdquoと記される

(g)単位シーベルト(PV200270205)についてはCIPM勧告2(CI-2002)を参照

(a)量濃度(amount concentration)は臨床化学の分野では物質濃度

  (substance concentration)ともよばれる(b)これらは無次元量あるいは次元1をもつ量であるがそのこと   を表す単位記号である数字の1は通常は表記しない

名称 記号SI 基本単位による

表し方

秒ルカスパ度粘 Pa s m-1 kg s-1

力 の モ ー メ ン ト ニュートンメートル N m m2 kg s-2

表 面 張 力 ニュートン毎メートル Nm kg s-2

角 速 度 ラジアン毎秒 rads m m-1 s-1=s-1

角 加 速 度 ラジアン毎秒毎秒 rads2 m m-1 s-2=s-2

熱 流 密 度 放 射 照 度 ワット毎平方メートル Wm2 kg s-3

熱 容 量 エ ン ト ロ ピ ー ジュール毎ケルビン JK m2 kg s-2 K-1

比熱容量比エントロピー ジュール毎キログラム毎ケルビン J(kg K) m2 s-2 K-1

比 エ ネ ル ギ ー ジュール毎キログラム Jkg m2 s-2

熱 伝 導 率 ワット毎メートル毎ケルビン W(m K) m kg s-3 K-1

体 積 エ ネ ル ギ ー ジュール毎立方メートル Jm3 m-1 kg s-2

電 界 の 強 さ ボルト毎メートル Vm m kg s-3 A-1

電 荷 密 度 クーロン毎立方メートル Cm3 m-3 sA表 面 電 荷 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA電 束 密 度 電 気 変 位 クーロン毎平方メートル Cm2 m-2 sA誘 電 率 ファラド毎メートル Fm m-3 kg-1 s4 A2

透 磁 率 ヘンリー毎メートル Hm m kg s-2 A-2

モ ル エ ネ ル ギ ー ジュール毎モル Jmol m2 kg s-2 mol-1

モルエントロピー モル熱容量ジュール毎モル毎ケルビン J(mol K) m2 kg s-2 K-1 mol-1

照射線量(X線及びγ線) クーロン毎キログラム Ckg kg-1 sA吸 収 線 量 率 グレイ毎秒 Gys m2 s-3

放 射 強 度 ワット毎ステラジアン Wsr m4 m-2 kg s-3=m2 kg s-3

放 射 輝 度 ワット毎平方メートル毎ステラジアン W(m2 sr) m2 m-2 kg s-3=kg s-3

酵 素 活 性 濃 度 カタール毎立方メートル katm3 m-3 s-1 mol

表4単位の中に固有の名称と記号を含むSI組立単位の例

組立量SI 組立単位

名称 記号

面 積 平方メートル m2

体 積 立法メートル m3

速 さ 速 度 メートル毎秒 ms加 速 度 メートル毎秒毎秒 ms2

波 数 毎メートル m-1

密 度 質 量 密 度 キログラム毎立方メートル kgm3

面 積 密 度 キログラム毎平方メートル kgm2

比 体 積 立方メートル毎キログラム m3kg電 流 密 度 アンペア毎平方メートル Am2

磁 界 の 強 さ アンペア毎メートル Am量 濃 度 (a) 濃 度 モル毎立方メートル molm3

質 量 濃 度 キログラム毎立法メートル kgm3

輝 度 カンデラ毎平方メートル cdm2

屈 折 率 (b) (数字の) 1 1比 透 磁 率 (b) (数字の) 1 1

組立量SI 基本単位

表2基本単位を用いて表されるSI組立単位の例

名称 記号他のSI単位による

表し方SI基本単位による

表し方平 面 角 ラジアン(b) rad 1(b) mm立 体 角 ステラジアン(b) sr(c) 1(b) m2m2

周 波 数 ヘルツ(d) Hz s-1

ントーュニ力 N m kg s-2

圧 力 応 力 パスカル Pa Nm2 m-1 kg s-2

エ ネ ル ギ ー 仕 事 熱 量 ジュール J N m m2 kg s-2

仕 事 率 工 率 放 射 束 ワット W Js m2 kg s-3

電 荷 電 気 量 クーロン A sC電 位 差 ( 電 圧 ) 起 電 力 ボルト V WA m2 kg s-3 A-1

静 電 容 量 ファラド F CV m-2 kg-1 s4 A2

電 気 抵 抗 オーム Ω VA m2 kg s-3 A-2

コ ン ダ ク タ ン ス ジーメンス S AV m-2 kg-1 s3 A2

バーエウ束磁 Wb Vs m2 kg s-2 A-1

磁 束 密 度 テスラ T Wbm2 kg s-2 A-1

イ ン ダ ク タ ン ス ヘンリー H WbA m2 kg s-2 A-2

セ ル シ ウ ス 温 度 セルシウス度(e) Kンメール束光 lm cd sr(c) cd

スクル度照 lx lmm2 m-2 cd放射性核種の放射能( f ) ベクレル(d) Bq s-1

吸収線量 比エネルギー分与カーマ

グレイ Gy Jkg m2 s-2

線量当量 周辺線量当量 方向

性線量当量 個人線量当量シーベルト(g) Sv Jkg m2 s-2

酸 素 活 性 カタール kat s-1 mol

表3固有の名称と記号で表されるSI組立単位SI 組立単位

組立量

名称 記号 SI 単位で表される数値

バ ー ル bar 1bar=01MPa=100kPa=105Pa水銀柱ミリメートル mmHg 1mmHg=133322Paオングストローム Å 1Å=01nm=100pm=10-10m海 里 M 1M=1852mバ ー ン b 1b=100fm2=(10-12cm)2=10-28m2

ノ ッ ト kn 1kn=(18523600)msネ ー パ Npベ ル B

デ ジ ベ ル dB

表8SIに属さないがSIと併用されるその他の単位

SI単位との数値的な関係は    対数量の定義に依存

名称 記号

長 さ メ ー ト ル m質 量 キログラム kg時 間 秒 s電 流 ア ン ペ ア A熱力学温度 ケ ル ビ ン K物 質 量 モ ル mol光 度 カ ン デ ラ cd

基本量SI 基本単位

表1SI 基本単位

名称 記号 SI 単位で表される数値

エ ル グ erg 1 erg=10-7 Jダ イ ン dyn 1 dyn=10-5Nポ ア ズ P 1 P=1 dyn s cm-2=01Pa sス ト ー ク ス St 1 St =1cm2 s-1=10-4m2 s-1

ス チ ル ブ sb 1 sb =1cd cm-2=104cd m-2

フ ォ ト ph 1 ph=1cd sr cm-2 104lxガ ル Gal 1 Gal =1cm s-2=10-2ms-2

マ ク ス ウ ェ ル Mx 1 Mx = 1G cm2=10-8Wbガ ウ ス G 1 G =1Mx cm-2 =10-4Tエルステッド( c ) Oe 1 Oe  (1034π)A m-1

表9固有の名称をもつCGS組立単位

(c)3元系のCGS単位系とSIでは直接比較できないため等号「   」

   は対応関係を示すものである

(第8版2006年改訂)

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