光子放射の周辺線量当量を測定するための局所線量計および読取方法
本発明は、散乱体と、好ましくはＬｉＦチップである少なくとも１つの検出素子ペアを備えた検出カードとを具備する、光子放射の周辺線量当量（Ｈ＊（１０））を測定するための局所線量計に関し、その際、両方の検出素子のうち第１の検出素子は、光子放射をスペクトル的にフィルタ処理するために２つのフィルタフィルムの間に位置決めされており、両方の検出素子のうち第２の検出素子は、第１の検出素子のようにそのようなフィルタフィルムの間に配置されてはおらず、したがって第２の検出素子上に当たる光子放射は、第１の検出素子上に当たるスペクトル的にフィルタ処理された光子放射とは異なるスペクトル分布を有する。特に３０ｋｅＶ未満の範囲内、場合によっては１．３ＭｅＶ超の範囲内で最適化された応答挙動を達成するために、両方の測定値が加重して加算される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光子放射の周辺線量当量を測定するための局所線量計およびそのような局所線量計の読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性体質を取り扱う際、ならびに加速器、Ｘ線設備、および迷放射線源を稼働する際には、人を防護するために、それぞれ特定の防護規定が適用される放射線防護領域を設けなければならない。これには監視、すなわち放射の連続測定が必要である。これにはいわゆる線量計が用いられる。
【０００３】
特に加速器における放射線防護監視には、中性子放射線レベルの測定だけでなく、光子放射の測定も必要である。新しい放射線防護令およびＸ線令の施行に伴い、局所線量／個人線量に関して新たな測定量を使用しなければならない。これまで使用していた線量値「光子線量当量Ｈｘ」は、透過性放射に関する線量値「周辺線量当量Ｈ＊（１０）」で置き替えられる。
【０００４】
これまで使用されていた線量値は、放射によって自由空気で生じる線量に基づくものである。新しい線量値は、同じ放射により、正規化された被検体の深さ１０ｍｍで生じる線量によって定義される（ＩＣＲＵ球；ＩＣＲＵ＝国際放射線単位測定委員会）。この定義は以下のようであり、すなわち実際の放射場内の関心点における周辺線量当量Ｈ＊（１０）は、所属する位置合わせされ拡張された放射場内で、放射線入射方向に対向する半径ベクトル上のＩＣＲＵ球内の深さ１０ｍｍで生じるであろう線量当量である。
【０００５】
能動型すなわち電子式の局所線量計と受動型局所線量計とが存在する。能動型モニタとしては、例えばシンチレーション式線量計、ガイガー・ミュラー計数管、比例計数管、および電離箱が知られている。
【０００６】
ＤＥ６９７１１１９９Ｔ２から、とりわけ周辺線量当量Ｈ＊を測定することができる、低エネルギーのＸ線放射およびガンマ放射用の線量計が知られている。この線量計は、ケイ素をベースとする光ダイオードおよびダイヤモンドをベースとする第２の検出器を使用し、それらの測定信号を、電流プリアンプおよびアナログ・デジタル変換器によって電子的に処理する。
【０００７】
例えばＧｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｆｕｅｒ Ｓｃｈｗｅｒｉｏｎｅｎｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ｍｂＨの実験ホールＥＨ内およびシンクロトロンの実験領域内では、例えばＦＨＺ６００Ａ型の能動型モニタ（販売：Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｅｒｌａｎｇｅｎ）によって、生成されたガンマ放射レベルを捕捉している。能動型モニタの欠点は、複雑で、高価で、かつ電気的接続または定期的なバッテリ交換を必要とすることである。さらにこの能動型モニタは、特に加速器のパルス運転の際に発生し得る短くて強い放射パルスの場合に過変調する可能性があり、その結果、監視結果をゆがめる恐れがある。したがってパルス状のＸ線放射およびガンマ放射の測定には、受動型線量計を用いることが好ましい。
【０００８】
ＤＥ１４８９９２２から、基本的に４５ｋｅＶ未満の放射の線量測定方法が知られている。この場合、差の形成によってエネルギー非依存性の測定を得るために、２つのリン酸ガラス測定素子が異なるケーシングを備えている。さらに４０から８０ｋｅＶの間の放射は考慮されないことになる。なぜならこれらの測定値は差を形成する際に相殺されるからである。
【０００９】
受動型局所線量計は典型的には、入射する放射を、物理的プロセスに基づき、電流を必要とせずに受け取り記憶する受動型検出素子を備えている。これの典型的な例は、熱ルミネセンス検出器（ＴＬＤ）である。熱ルミネセンス検出器は、例えば同位体６ＬｉＦまたは７ＬｉＦのフッ化リチウム結晶を含んでおり、６ＬｉＦと７ＬｉＦは中性子放射に対する応答挙動に違いがあるが、光子放射に対しては同じ応答挙動を有する。このような熱ルミネセンス検出器は、例えばＴｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＧｍｂＨ社から入手可能である。熱ルミネセンス検出カード上に、例えば４つの７ＬｉＦ結晶が取り付けられている。照射された検出カードは、自動装置内で評価される。そのために、加熱方法において、ＴＬＤから放出された光が光電子増倍器によって検出され、いわゆるグロー曲線が記録される。この測定されたグロー曲線を介して線量が決定される。
【００１０】
ＤＥ３９０３１１３Ａ１から、上述のフッ化リチウム結晶を含む線量測定カードを具備する線量計が知られている。ただしこれは局所線量計ではなく、個人線量計であり、とりわけ検出カードの形態である。検出カードは、結晶の間隔を広げるために正方形に形成すべきである。
【００１１】
Ｓｅｉｂｅｒｓｄｏｒｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社のＨ＊（１０）局所線量計が知られており、この局所線量計は、４つのフッ化リチウムチップを備えたアルミニウムの線量測定カードを具備している。この線量測定カードは、汚れから保護するためにプラスチック複合フィルム内に密閉され、プラスチックシリンダの開いた隙間内に上から嵌め込まれる。
【００１２】
続いてこの線量計は、測定場所に立てるまたは懸架するため、および３か月の測定期間中ずっと測定するために、粉末コーティングされたアルミニウムの保護キャップで密封される。
【００１３】
これらの局所線量計の欠点は、まず熱ルミネセンス検出器の応答能力が、強いエネルギー依存性を有することである。周辺線量当量測定器で測定すべき測定量が、法規、例えばドイツ放射線防護令（２００１年７月２０日付け電離性放射線による障害からの防護に関する政令（放射線防護令−ＳｔｒｌＳｃｈＶ）を参照）により、上述した測定量Ｈ＊（１０）によって予め定められている。
【００１４】
しかし純粋な熱ルミネセンス結晶の場合、エネルギー依存性は、約１００ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲内でしか測定量Ｈ＊（１０）のエネルギー依存性に近似していない。Ｓｅｉｂｅｒｓｄｏｒｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社のＨ＊（１０）局所線量計も、プラスチックシリンダにもかかわらず、３０ｋｅＶ〜１．３ＭｅＶのエネルギーの使用範囲しか提示されていない。多くの適用分野で特に問題なのは、１０ｋｅＶから３０ｋｅＶの間の範囲内での精度が不十分なことである。一般的には、１０ｋｅＶ〜３ＭｅＶ、より良くはさらに１０ＭｅＶまでの測定範囲が望ましいであろう。
【００１５】
いずれにせよ、これらの局所線量計が３６０°の角度範囲全体にわたって十分な測定精度を有しているかどうかは疑わしい。つまり例えば、０°では特定のエネルギー範囲にわたって十分な測定精度を有する局所線量計が、例えば７５°でも十分な測定精度を有するとは限らない。
【００１６】
したがって要するに、既知の局所線量計に対する改善要求が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】ＤＥ６９７１１１９９Ｔ２
【特許文献２】ＤＥ１４８９９２２
【特許文献３】ＤＥ３９０３１１３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の一般的課題は、周辺線量当量の正確な測定をパルス状の光子放射でも可能にする局所線量計および読取方法を提供することである。
【００１９】
本発明の具体的な課題は、できるだけ大きな線量測定すべきスペクトル範囲にわたって、相対線量表示値に対する予め定義された標準関数にできるだけ正確に対応する、光子放射に対するスペクトル応答挙動を表現することのできる、局所線量計および読取方法を提供することである。
【００２０】
本発明の具体的なもう１つの課題は、１００ｋｅＶ未満、特に１０ｋｅＶから３０ｋｅＶの間のエネルギー範囲内、ただし場合によってはさらに１．３ＭｅＶ〜約３ＭｅＶにわたって、それどころか最高１０ＭｅＶまでのエネルギー範囲内でも周辺線量当量の正確な測定を可能にする、Ｈ＊（１０）局所線量計を提供することである。
【００２１】
本発明のもう１つの課題は、所望のエネルギー範囲内で、できるだけ角度に依存しない測定精度を可能にする、Ｈ＊（１０）局所線量計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の課題は、独立請求項の対象によって解決される。本発明の有利な変形形態は従属請求項において定義されている。
【００２３】
本発明によれば、光子放射の周辺線量当量Ｈ＊（１０）を測定するための受動型で非電子式の局所線量計が提供される。周辺線量当量は、３６０°の角度または場合によってはそれどころか４πの立体角にわたって、できるだけ方向非依存的に測定される。この局所線量計の使用範囲は、好ましくは少なくとも１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶ超、特に好ましくは最高３ＭｅＶ、それどころか最高で１０ＭｅＶまでの範囲内のＸ線放射およびガンマ放射を含んでいる。
【００２４】
この局所線量計は、光子放射のための散乱体と、光子放射感受性の受動型検出素子、特に２つの熱ルミネセンス検出チップ、例えば２つのフッ化リチウムチップ（ＬｉＦチップ）の少なくとも１つの第１のペアを備えた検出カードとを具備している。ただし別の熱ルミネセンス材料を用いることもできる。両方の検出素子自体は、測定すべき光子放射に対して同じ応答挙動を有する。両方の検出素子は同一であることが好ましい。ただし６ＬｉＦチップと７ＬｉＦチップは測定すべき光子放射に対して同じ応答挙動を有するので、１つの６ＬｉＦチップおよび１つの７ＬｉＦチップを使用することも考えられる。
【００２５】
好ましくは、ＬｉＦチップの形の検出素子はそれぞれ、薄いプラスチックフィルム上に貼り付けられており、このプラスチックフィルムによって、検出カードのアルミニウム枠内の窓内に懸架されている。ただしＬｉＦチップは、検出カードのメーカーに応じて２つのプラスチックフィルムの間に挟持されていてもよい。ＬｉＦチップは例えば、約３ｍｍ×３ｍｍのサイズおよび約０．５ｍｍの厚さを有する。このような検出カードは市場で入手可能であり、例えばＴｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＧｍｂＨ社から入手可能である。検出カードはしたがってカード平面を定義しており、両方の検出素子はこのカード平面内で、検出カード上に並んでまたは上下に配置されており、より詳しくは検出カードの窓内で挟持されている。散乱体および検出素子から成る構成体は、カード平面に関して基本的に鏡面対称に構成されており、したがって両方の検出素子は、光子放射に対しカード平面の両側で同様の感受性を有し、これによりほぼ３６０°の角度範囲で光子放射をできるだけ方向非依存的に測定することが達成される。特に、検出カードに対して前方および後方から検出素子に当たる放射に対する応答挙動は、できるだけ同じであるべきである。カード平面の法線に対する入射角度に関連するある程度の方向依存性、例えばカード平面に垂直な入射角度を法線に対して７５°の角度と比較したときの方向依存性は、原則的には望ましくないが、不可避である。ただしこの方向依存性は、本発明によって低く保つことができる。
【００２６】
本発明によれば、両方の検出素子のうち第１の検出素子は２つのフィルタフィルムの間に位置決めされており、したがって第１の検出素子上に当たる光子放射は、光子放射が第１の検出素子上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、一方（前方）のフィルタフィルムまたはもう一方（後方）のフィルタフィルムによってフィルタ処理され、その際、両方のフィルタフィルムはそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射に対する同じスペクトルフィルタ作用を達成する。本発明において、スペクトルフィルタ作用とは、フィルタ作用がエネルギーの関数であり、つまりエネルギーに依存して異なるフィルタ処理がなされることと理解される。このスペクトルフィルタフィルムは、３０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内の光子放射を、特に１００ｋｅＶから１ＭｅＶの間の比較的高いエネルギーに比べて抑制するのに特に有効であり、つまり線量測定すべき測定範囲内の光子放射に対する有意で意図的なスペクトルフィルタ作用を所望の測定範囲内で有しており、ＬｉＦチップのための標準的な懸架フィルムと混同してはならない。つまりフィルタフィルムは、３０ｋｅＶ未満の低エネルギーに負荷が掛かるように、狙い通りに光子スペクトルを変化させる。他方でフィルタフィルムは、それでもなお測定に十分な強度で光子放射を通過させるために、吸収性を強く選択しすぎてはならない。
【００２７】
重要なのは、両方の検出素子の一方しか前述のフィルタフィルムの間に存在しないことである。すなわち両方の検出素子のうち第２の検出素子は、第１の検出素子のようにそのようなフィルタフィルムの間に存在してはおらず、したがって第２の検出素子上に当たる光子放射は、第１の検出素子上に当たる光子放射とは異なるスペクトル分布を有する。特に、第１の検出素子上に当たる光子放射のスペクトル分布では、１０ｋｅＶから３０ｋｅＶの間のエネルギー範囲が、より高いエネルギーに比べて減少しており、ただし好ましくはなお測定可能に存在している。
【００２８】
両方の検出素子で異なるフィルタフィルムを備えることによっても、本発明が実現できるであろうことは明らかであり、したがってこのことを排除するべきではない。重要なのは、第１の検出素子上に当たる光子放射が、第２の検出素子上に当たる光子放射とは異なるフィルタ処理を受けることであり、ただしその際に、それぞれ、放射が検出素子上に前方から当たるかまたは後方から当たるかには依存しない。したがって最も簡単な場合、第２の検出素子にフィルタフィルムは設けられず（懸架フィルムと混同しないこと）、したがって第２の検出素子上に当たる光子放射は、散乱体の内部ではフィルタ処理されないままである。
【００２９】
したがって第２の検出素子が第１の検出素子のようにそのようなフィルタフィルムの間に配置されていないということは、第２の検出素子が、ｉ）フィルタフィルムの間に配置されていないこと、またはｉｉ）測定すべき光子放射に対して第１の検出素子とは有意に異なるスペクトルフィルタ作用をもつフィルタフィルムの間に配置されていることを意味する。
【００３０】
これにより、有利には、非常に単純な構造の受動型局所線量計を用い、両方の検出素子の両方の測定値の加重和を形成することにより、スペクトル応答挙動を狙い通りに変えることができる。これは可能である。なぜなら第１および第２の検出素子が、異なるフィルタ処理に基づき、異なるスペクトル分布をもつ放射線量を測定するからである。したがって、測定量Ｈ＊（１０）の測定のエネルギー依存性を、できるだけ広いエネルギー範囲にわたってできるだけ正確に表現することができる。
【００３１】
本発明の好ましい一実施形態によれば、局所線量計は、光子放射感受性検出素子の第２のペアを備えている。この第２のペアは、好ましくは第１のペアと同一に形成されており、第１のペアの場合と同様に、両方の検出素子の一方の周りに前方および後方のフィルタフィルムを有している。すなわち第２のペアの両方の検出素子のうち第１の検出素子は２つのフィルタフィルムの間に位置決めされており、したがって第２のペアの第１の検出素子上に当たる光子放射は、光子放射が第２のペアの第１の検出素子上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、一方のフィルタフィルムまたはもう一方のフィルタフィルムによってフィルタ処理され、その際、第２のペアの第１の検出素子の両方のフィルタフィルムはそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射に対して同じスペクトルフィルタ作用を達成する。そのうえ、第２のペアの第１の検出素子のフィルタフィルムと第１のペアの第１の検出素子のフィルタフィルムも同様に、そのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されている。さらに第２のペアの両方の検出素子のうち第２の検出素子は、第２のペアの第１の検出素子のようにそのようなフィルタフィルムの間に配置されてはおらず、したがって第２のペアの第２の検出素子上に当たる光子放射は別のスペクトル分布を有しており、つまりフィルタ処理されず、または場合によっては第２のペアの第１の検出素子上に当たるスペクトル的にフィルタ処理された光子放射とは異なるフィルタ処理をされる。
【００３２】
この重複設計の利点は、同一に形成された２つの検出器ペアの場合、両方のペアのそれぞれ第１の検出素子の線量測定値の平均を求めることも、両方のペアのそれぞれ第２の検出素子の線量測定値の平均を求めることもできることに基づくものであり、その後、平均化された両方の測定値から加重和が形成される。一見するとこれは単純に思われるかもしれないが、普通に使用される検出カードの場合、測定の方向非依存性に関する特別な利点を有している。すなわち４つの検出素子が、好ましくは四角形の配置で、つまり第１のペアの第１の検出素子と第２のペアの第２の検出素子が対角線上で向かい合うように、カード上に配置されている。言い換えると、検出カード上で両方のペアが平行に並んで存在しており、かつ各ペアの両方の検出素子がそれぞれ上下に存在している。さらに散乱体は、好ましくは全体として円筒対称性であり、かつ散乱体の回転対称軸が、両方のペアの間に、つまり両方の第１の検出素子の間にも、両方の第２の検出素子の間にも延びている。したがって両方のペアは、それぞれ対称軸の脇に（鏡面対称に）存在している。検出カードはその平面的な形状のゆえに必然的に線量計の円筒対称性を損ない、したがってこのシステムに、原則的には望ましくない方向依存性をもたらす。しかしこれによって引き起こされた方向依存性は、この実施形態の場合、実験で証明できるように、対称軸のこちら側と向こう側で同一に形成された両方のペアの間の平均化によって低くすることができる。そのために、特に、斜めに入射する放射に対してペアが対称軸のこちら側と向こう側に配置されているので、光子放射がカード法線に対して斜めの角度で散乱体を通って両方のペアへと進む距離が異なるという状況を利用することができる。
【００３３】
４つの検出素子は、同じ熱ルミネセンス検出素子、例えば６ＬｉＦ結晶または７ＬｉＦ結晶を備えたフッ化リチウム熱ルミネセンス検出素子として形成することが好ましい。ただし上述したように６ＬｉＦ結晶または７ＬｉＦ結晶の組合せも可能である。
【００３４】
散乱体は、低い原子番号Ｚ、好ましくはＺ＝６以下、つまり炭素の原子番号を超えない元素で構成された材料から成ることが好ましい。そうでない場合には、吸収断面積が場合によっては大きくなりすぎる。したがって専ら炭素原子および水素原子から成るポリマー、またはせいぜいのところ、より大きな番号の元素を僅かな割合で有するポリマーが好ましい。したがって、（非ハロゲン化）ポリオレフィン、特にポリエチレンが考慮される。
【００３５】
散乱体は、カード平面を横切る少なくとも１つの平面において回転対称性の形状を有することが好ましい。特に好ましいのは円筒であり、その真ん中に、回転対称軸に関して対称に検出カードが配置され、その際、両方のペアは、軸に関して鏡面対称に配置される。ただし別の形状、特にもっと高い対称性を有する形状、例えば球または縁を丸めた円筒も考えられる。円筒の直径は５０ｍｍ±５ｍｍであることが好ましくは、これは、散乱体の散乱挙動と吸収挙動の間の優れた妥協点である。
【００３６】
特に好ましい一実施形態によれば、散乱体は、検出カード平面に沿って分離された２つの半体に分割され、つまり円筒の場合には対称軸に沿って分割されることが好ましい。両方の半体の少なくとも一方、好ましくは両方が、座繰りされた凹部を有しており、この凹部内に検出カードが埋設され、これにより稼働状態では完全に散乱素子に包囲されるようになる。検出カードの嵌込みおよび取り出しが容易にできるように、両方の円筒半体は、開いた状態と閉じた稼働状態の間で互いに相対的に移動可能である。閉じた稼働状態では、両方の半体が取外し可能に相互に結合され、例えばネジ留めされ、したがって座繰りされた凹部は、内部が全面的に閉じた空洞を形成し、その中に検出カードが埋設される。特に好ましくは、両方の半体が、カード平面に垂直な軸の周りで、つまり両方の半体の間の切断面に沿って、互いに相対的に回転可能に結合しており、これにより稼働状態では検出カードが散乱体の全面的に閉じた空洞内に閉じ込められ、開いた状態では検出カードを嵌め込みおよび取り出しできるようになる。望むなら、稼働状態の両方の半体をさらに、両方の半体の間の隙間に水または汚体が侵入することを阻止する保護ケーシングで取り囲むことが可能である。保護ケーシングは、同様に基本的に小さなＺの元素だけで構成されたプラスチックから、例えば同様にポリオレフィン、特にポリエチレンから成ることが望ましく、測定をできるだけ妨げないためにできるだけ薄いか、または対応する窓を有するべきであろう。特に、散乱体の周りに金属スリーブまたはアルミニウムスリーブを設けないのが有利である。というのは、これらのスリーブは、その光子放射に対する吸収特性によって結果を妨げる恐れがあるからである。
【００３７】
フィルタフィルムを散乱体の半体の内側に固定すること、それも稼働状態において検出カードが両方の半体の間の空洞内に埋設されているときに両方のペアの両方の第１の検出素子がその間にくる位置に固定することが特に好ましい。熱ルミネセンス検出チップを読み取るためには、フィルタフィルムを検出チップから遠ざけなければならないので、検出カードを取り出す際にフィルタフィルムが散乱体に固定されたままであると有利である。
【００３８】
フィルタフィルムは、１２以上の原子番号をもつ材料から成ることが好ましい。十分なスペクトルフィルタ機能を保証するために、少なくとも散乱体のＺより大きなＺが必要である。特に適しているのは銅フィルム（Ｚ＝２９）であることが分かっているが、例えば別の金属または材料も使用可能である。
【００３９】
銅フィルムを使用する場合、その好ましい厚さは、好ましくは１０μｍ〜１０００μｍの範囲内、特に好ましくは２５μｍから１００μｍの間である。この範囲内では、スペクトルフィルタ作用および吸収の割合が最適とみなされる。
【００４０】
別の材料を使用する場合、その厚さは下記の式に従って計算することができる。
【００４１】
【数１】
【００４２】
上式で、ＺＣｕは銅の原子番号であり、Ｚはフィルム材料の（場合によっては平均の）原子番号であり、ｄＣｕは１０μｍから１０００μｍの間、特に好ましくは２５μｍから１００μｍの間である。
【００４３】
本発明はさらに、本発明による局所線量計によって、１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射の周辺線量当量Ｈ＊（１０）を測定するための、下記のステップを含む方法に関する。すなわち、
放射レベルが高い規定の場所に局所線量計を準備するステップを含み、その際、局所線量計の回転角度は重要でない、
ある程度の期間、典型的には数日、数週間、または数か月の期間にわたって、線量測定すべき１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射により、規定の場所において局所線量計を照射するステップを含み、つまり時間分解せず記憶しながら測定を実施し、その際、検出素子が光子放射をその期間にわたって蓄積する。この場合、まず光子放射が全ての検出素子について、周りを囲む散乱体によって散乱され、その後、１つの第１の検出素子または両方のペアの第１の検出素子上に当たる光子放射が、１つの第１の検出素子または両方の第１の検出素子の直前および直後に配置されたフィルタフィルムによって追加的にフィルタ処理される。
【００４４】
測定期間の終了後、検出カードを散乱体から取り出し、別々の読取り装置で読み取る。その際、第１および第２の検出素子が別々に読み取られ、第１の検出素子上の放射線量に関する第１の測定値および第２の検出素子上の放射線量に関する第２の測定値が決定される。
【００４５】
続いて第１および第２の測定値から、予め定義された加重係数を用いて加重和が形成され、加重係数はフィルタフィルムの厚さおよび材料に応じて予め定義された定数である。加重和ΣＧＷは下記の式に従って計算することが好ましい。
【００４６】
ΣＧＷ＝ｆ１・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋ｆ２・ＭＷＰＥ （２）
【００４７】
上式で、ＭＷＰＥ＋Ｃｕは第１の測定値、つまり（銅）フィルタフィルムの間の第１の検出素子の測定値であり、ＭＷＰＥは第２の測定値、つまりフィルタフィルムなしの第２の検出素子の測定値であり、ｆ１は第１の測定値のための加重係数であり、ｆ２は第２の測定値のための加重係数である。さらに、正規化を維持するためにｆ１＋ｆ２＝１である。
【００４８】
上式を用いて計算した加重和が、最終的に周辺線量当量Ｈ＊（１０）に対する測定値として使用される。
【００４９】
２つの検出器ペアを備えた検出カードが設計される場合、同様に全ての４つの検出素子を別々に読み取り、第１および第２のペアの両方の第１の検出素子の両方の測定値の平均を求める。さらに第１および第２のペアの両方の第２の検出素子の両方の測定値の平均を求める。この場合、平均化された測定値を加重和の形成に使用する。この方法は、局所線量計の方向非依存性の改善をもたらすことができる。
【００５０】
全て網羅するものではないが、本発明による局所線量計の適用分野は、線形加速器（例えば出願人のところのＵＮＩＬＡＣ）、イオン源、超短レーザパルスによるレーザ（例えば出願人のところのＰｈｅｌｉｘ）、ならびにイオン治療設備におけるガンマ放射およびＸ線放射の測定である。
【００５１】
以下、例示的実施形態に基づき、図を参照して本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】４つの検出素子を備えた熱ルミネセンス検出カードの概略正面図である。
【図２】ＴＬＤ７７７７型の検出カードを備えており、円筒半体が分離された、つまり完全に開いた状態での、本発明によるＨ＊（１０）周辺線量当量測定器の透視図である。
【図３】局所線量計のカード平面を横切る断面の概略図である。
【図４】検出カードなしでの、両方の分離された円筒半体の内側の概略正面図である。
【図５】検出カードなしでの、回転させて開いた位置における両方の円筒半体の概略図である。
【図６】１つのペアの第１および第２の測定素子の、フィルタ処理されない照射およびフィルタ処理された照射を可視化した局所線量計モデルの概略断面図である。
【図７】散乱体なしのＴＬＤチップに対するシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図８】散乱体を備えているがフィルタフィルムはなしのＴＬＤチップに対するシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図９】検出器法線に対して０°の角度でのプログラムＦＬＵＫＡによるシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図１０】検出器法線に対して７５°の角度でのプログラムＦＬＵＫＡによるシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図１１】０°および７５°での加重和に関する、図９および図１０のプログラムＦＬＵＫＡによるシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１を参照するとし、熱ルミネセンス検出カード（ＴＬＤカード）２は、基本的に長方形の細長い形状を有しており、以下の寸法、すなわち４．３ｃｍ×３．１ｃｍ×０．１ｃｍ（長さ×幅×高さ）である。検出カード２は、マグネシウムおよびチタンでドープした４つのフッ化リチウム７チップ（７ＬｉＦ）１２、１４、２２、２４を検出素子として備えている。この例では、別々の検出素子がそれぞれＰＴＦＥフィルム１６（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ＤｕＰｏｎｔの商標名）内に密閉されており、かつアルミニウム枠内のそれぞれの窓１８内に固定されている。ただし検出素子の片面が、対応する懸架フィルム１６に貼り付けられていてもよい。さらに、別々の検出素子１２、１４、２２、２４が２つの離隔した平行なペア１０、２０にグループ分け、各ペア１０、２０の両方の離隔した検出素子は、それぞれ上下に配置され、この例では検出カード２の長辺に沿って上下に配置されている。正確な識別のために、各ＴＬＤカード２は代表的なバーコード４（図２を参照）を備えている。面取りされた角６は、評価装置（いわゆる「リーダ」、図示せず）のマガジン内での正しい方向付けに役立ち、この評価装置内で、検出素子が別々に読み取られる。ここではＴｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＧｍｂＨ社の７７７７型のＴＬＤカードを使用した。
【００５４】
高温の窒素流または加熱フィンガなどによって加熱すると、熱ルミネセンス結晶のトラップ内にある自由電子が新たに励起され、それによって電子は価電子帯に落ちる。その際に自由電子が光子を放出し、この光子がリーダ内の二次電子増倍器（光電子増倍器）によって検出される。その場合、トラップが様々な深さにあるので、放出される光子の頻度は温度に依存する。温度に対して光子強度をプロットすることによっていわゆるグロー曲線が得られ、このグロー曲線を用いて、線量測定された光子放射を算出することができる。
【００５５】
メーカーＨａｒｓｈａｗおよびその後継会社Ｈａｒｓｈａｗ−Ｂｉｃｒｏｎの８８００型または６６００型の２つのリーダを使用した。基本的に、両方のリーダの機能方式は同じである。リーダは、ＴＬＤカード装入用のマガジンおよび既に読み取ったカード用のマガジンを１つずつ備えている。両方のシステムは、それぞれ１つずつ別々のコンピュータ、プリンタ、およびＴＬＤカードを識別するための内蔵バーコードスキャナを備えている。
【００５６】
ＴＬＤ検出カードの使用および評価については、当業者に原理が知られているので、ここでさらに掘り下げる必要はない。
【００５７】
ＬｉＦチップ１２、１４、２２、２４を備えたＴＬＤカード２は、測定量Ｈ＊（１０）に対して較正したとき、１００ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲内での測定に適している。ただしこの範囲は、１００ｋｅＶ未満の所望の低エネルギー範囲をカバーしていない。この低エネルギー範囲は、実際に、まさにこの低エネルギーの光子放射が生じ得る、例えば加速器におけるイオン源にとって重要である。
【００５８】
最初に、ポリエチレン（ＰＥ）から成る散乱体３０を使用し、この散乱体内に検出カード２を埋設する。散乱体３０は必要な散乱寄与をもたらし、したがって線量計１は、Ｈ＊（１０）周辺線量当量測定器として低エネルギー範囲にも用いることができる。しかしながらＰＥ散乱体３０を使用するだけでは、特に１０ｋｅＶ〜３０ｋｅＶの範囲内で、所望の精度を達成するのにまだ十分でないことが分かった。
【００５９】
図２を参照すると、本発明による局所線量計１が、完全に開いた形で示されている。本発明ではまず、真ん中で切り開かれ、したがって２つの同じ円筒半体３２ａ、３２ｂに切り分けられた円筒形のＰＥ散乱体３０を使用する。ＰＥ円筒３０は、５ｃｍの直径および６ｃｍの高さを有している。両方の半体３２ａ、３２ｂの中央の座繰り部３６ａ、３６ｂは、ＴＬＤカード２用の必要なスペースをもたらし、これによって生じる凹部内にＴＬＤカードが嵌め込まれる。穴４２ａおよびネジ溝４２ｂに渡された２本のプラスチックネジによって、両方の円筒半体３２ａ、３２ｂを取外し可能に相互に結合することができ、両方の凹部によって形成された空洞を一時的に封鎖することができる。あるいは、ＰＥ円筒３０は、脇からの挿入用の縦穴を備えることもでき、この挿入用縦穴内に、ＴＬＤカード２が押し込まれる。局所線量計はさらに、ＰＥ散乱体３０に付属した懸架保持具を備えることができ、この懸架保持具は、空中での開放的な測定を可能にする。
【００６０】
両方の円筒半体３２ａ、３２ｂの凹部３６ａ、３６ｂ内には、５０μｍ厚の銅フィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂが、ＴＬＤカード２の上側の両方の熱ルミネセンスチップ１２、２２の高さに貼り付けられている。こうして、両方のＴＬＤチップペア１０、２０の加重測定値から、本発明による改善された応答能力を達成することができる。
【００６１】
左に示した円筒半体３２ａでも同様に２つの５０μｍ厚の銅フィルムが貼り付けられているが、これらの銅フィルムは図２の図ではＴＬＤカード２によって覆い隠されている。
【００６２】
図３を参照すると、検出カード２が中央の空洞３７内に埋設されており、外から入射する光子放射は、カード法線Ｎに対する角度に応じて、ＰＥ散乱体を有意の長さにわたって、例えば２０ｍｍから３４ｍｍの間で横断しなければならない。
【００６３】
図４を参照すると、フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂはそれぞれ、両方の散乱体半体３２ａ、３２ｂのそれぞれの内側３８ａ、３８ｂで、それも検出カード用のそれぞれの凹部３６ａ、３６ｂ内に固定されている。フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは散乱体の内部で、散乱体３０の対称軸Ｓに関して対称に、上半分内に配置されている。したがって両方の上側の第１のＴＬＤチップ１２、２２はそれぞれ、組み立てた状態では２つの銅フィルタフィルム５２ａ、５２ｂまたは６２ａ、６２ｂの間にサンドイッチ状に挟まれており、その際、銅フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは両方の第１のＴＬＤチップ１２、２２を完全に両面で覆っている。両方の下側の第２のＴＬＤチップ１４、２４はフィルタフィルムの間には配置されていない。断面３８ａ、３８ｂおよび検出カード２は対称平面を形成しており、この対称平面内に検出カード２が存在しており、つまり対称平面はカード平面Ｅと重なっている。フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは、両方の円筒半体３２ａ、３２ｂ上で、それぞれ対称軸の左と右に、特に対称軸に関して対称に配置されている。
【００６４】
図５は、検出カード２の嵌込みおよび取出しのために、回転軸の周りで稼働状態に対して１８０°回転させた両方の散乱体半体３２ａ、３２ｂを示している。
【００６５】
図６は、閉じた局所線量計１のモデルの両方のペアのうち一方の、フィルタ処理される第１のＴＬＤチップ１２およびフィルタ処理されない第２のＴＬＤチップ１４を、カード平面Ｅに垂直に、かつ対称軸Ｓに平行に切断した図で（原寸に比例せず概略的に）示している。線量測定すべき光子放射Ｐは、まずどちらのＴＬＤチップ１２、１４についても、共通のＰＥ散乱体３０を横断する。この放射は、次いで（ＰＥ散乱体による以外は）フィルタ処理されずに第２のＴＬＤチップ１４（左）に当たり、前方の銅フィルタフィルム５２ａによってフィルタ処理されて、この図では横に配置された第１のＴＬＤチップ１２（右）に当たる。
【００６６】
シミュレーションプログラムＥＧＳ４により、まず線量応答能力に関してシミュレーション計算を実施した。
【００６７】
簡略化の理由から最初は円筒形のモデルを作成した。線量計の中央に、ＰＥ散乱体３０に取り囲まれた光子放射感受性検出素子がある。ＴＬＤチップ１２、１４が、この例では８．５５ｍｍ３の検出体積でモデル化されている。光子Ｐの輸送は、開始エネルギー（１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶ）から下に５ｋｅＶのエネルギーまで行う。電子の輸送は１２ｋｅＶの運動エネルギーまで追跡する。電子輸送を放棄しないのは、電子が検出器の有効体積から外へ輸送可能だからである。これは、検出体積の外から中へ電子を輸送することで部分的に補償することができる。ただし、散乱体３０および検出素子１２、１４が様々な材料から成るので、とりわけ比較的高い光子エネルギーによる照射の場合には、これは正確に計算しなければならない。信号は、ＫＥＲＭＡ（＝ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｌｅａｓｅｄ ｉｎ ｍａｔｔｅｒ）として計算される。この計算では、気体中での加熱プロセス、光放出、および光電子増倍器による光収集を含む評価手順全体を個々には考慮しない。蓄積されるエネルギーだけを、記録された信号の尺度として用いる。放射輸送中に、一次光子ごとにＴＬＤ素子内に蓄積されるエネルギーを計算し、棒グラフにする。この棒グラフから、入射光子ごとの蓄積される全エネルギーを計算する。
【００６８】
計算効率を改善するために、モデル化したＴＬＤチップの有効体積は、現実のＴＬＤチップ１２、１４の有効体積（０．３９ｍｍ３〜０．９１ｍｍ３）より大きな体積（６．７ｍｍ３または８．５５ｍｍ３）で計算する。しかしこの簡略化により、線量計１の応答能力の原理的なエネルギー依存性が計算において誤って現れることはない。この計算は、１３７Ｃｓ源のガンマ放射（６６１ｋｅＶ）に対する応答に対して正規化されている。
【００６９】
最初に参照基準として、散乱体３０なしのＴＬＤ素子１２、１４による場合を計算した。この結果は図７を見ると分かる。
【００７０】
すなわち図７は、線量応答能力に関するシミュレーション計算の結果を示している。実線７２は標準であるＨ＊（１０）−ＩＣＲＵ５７を示しており、点７４はＴＬＤチップだけ、つまり散乱体３０なし、フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂなしでシミュレートした結果値を示している。測定量Ｈ＊（１０）について計算した応答能力７４が、１５ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内で示されている。シミュレーション値７４が、１００ｋｅＶ未満および１ＭｅＶ超で、標準曲線７２Ｈ＊（１０）から大きく逸脱していることが認められる。特に、エネルギーが１００ｋｅＶ未満の場合、線量の最高２桁までの過大評価が生じ、一方、エネルギーが１ＭｅＶ超の場合は、エネルギーが増えるにつれて線量が過小評価されている。
【００７１】
図８は、ＴＬＤチップ１４の周りに半径２４．０ｍｍのＰＥ散乱体３０（０．９２ｇ／ｃｍ３）を備えたＴＬＤチップ１４に関するシミュレーション計算の結果を示している。このシミュレーション値は７６で示されている。１０ｋｅＶ〜約２ＭｅＶのエネルギー範囲の応答能力に関しては既に、７２で示した、Ｈ＊（１０）に関する相対的な線量変換関数の推移と比較的よく一致している。
【００７２】
ただし、依然として約２０ｋｅＶ〜４０ｋｅＶのエネルギー範囲内で線量が過大評価されていることに留意すべきである。約３ＭｅＶ以降は線量表示値の過小評価が生じている。それでも散乱体なしのＴＬＤチップの場合よりは少ない。図８では二重対数表示されているので逸脱が比較的小さい印象を与えているが、依然として満足できない測定精度を意味していることに留意すべきである。この逸脱は、本発明によって改善することができる。
【００７３】
さらなるシミュレーションのために、プログラムＦＬＵＫＡを用い、改善したシミュレーション計算を実施し、実験によるテスト測定によって正しさを証明した。このシミュレーション計算の結果は図９〜図１１に示されている。
【００７４】
図９は、０°での、つまり検出カード２の法線Ｎに平行な、ＦＬＵＫＡ計算の結果８４、８８を示している。Ｙ軸にはＣｓ１３７について正規化された相対的な応答能力が、光子放射エネルギー（Ｘ軸）の関数として示されている。計算は、ＰＥ散乱体３０内のＴＬＤチップについて、１回は銅フィルタフィルム（５０μｍ）５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂありで、一回はなしで、それぞれ実施した。この場合も、フィルタフィルムなしの曲線８４では、約４０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内で過剰上昇が認められ、この過剰上昇は最大で、約２０ｋｅＶでの１．６倍超である。これとは異なり、銅フィルタフィルムを備えた場合の曲線８８は、４０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内で明らかな過小評価を示している。つまりフィルタフィルムは、低い光子エネルギー範囲内での相対的な応答能力を、より高い光子エネルギーの場合に比べて抑制しており、この抑制は光子の「境界エネルギー」Ｅｘから始まる。境界エネルギーＥｘは、１５ｋｅＶから１００ｋｅＶの間にあるはずである。この例では、例えばＥｘ＝３０ｋｅＶである。したがってフィルタフィルムは、フィルタ処理されるＴＬＤチップ１２の相対的な応答能力が、境界エネルギーＥｘから少なくともＣｓ１３７標準値までの間の範囲内では比較的平坦に推移し、境界エネルギーＥｘ未満では著しく低下するように選択される。
【００７５】
図１０は、図９に対応しているが、検出カードの法線に対して７５°の角度での結果を示している。この場合も、銅フィルタフィルムなしの値９４については、４０ｋｅＶ未満で明らかな過剰上昇が認められ、しかもこの過剰上昇は１０ｋｅＶでほぼ１００％である。銅フィルタフィルムを備えた場合の値９８は、０°の場合より少し平坦な推移を示している。
【００７６】
ここで、本発明によれば、銅フィルタフィルムを備えた場合のシミュレーション計算の値８８または９８（ＭＷＰＥ＋Ｃｕ）と銅フィルタフィルムのない場合のシミュレーション計算の値８４または９４（ＭＷＰＥ）を、下記の方程式に従って加重して加算する。
【００７７】
ΣＧＷ＝０．４５・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋０．５５・ＭＷＰＥ （３）
【００７８】
つまり加重係数はｆ１＝０．４５およびｆ２＝０．５５である。
【００７９】
図１１は、方程式（３）に従って計算した、図９および図１０のテスト結果の加重和によって得られる曲線を示しており、つまり法線Ｎに対して０°の角度に関する曲線（符号：１０４）も、法線Ｎに対して７５°の角度に関する曲線（符号：１０８）も示している。この加重和を、本発明による局所線量計の「加重応答能力」と呼ぶこともできる。すなわちＹ軸には、Ｃｓ１３７について正規化された相対的な加重応答能力、０°に関し１０４、および７５°に関し１０８ が、光子放射エネルギー（Ｘ軸）の関数として示されている。
【００８０】
０°における加重応答能力１０４は、１０ｋｅＶから約３ＭｅＶの間のエネルギー範囲全体における逸脱が最大で標準から約２５％であり、特に３０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内では、図９でのＰＥ散乱体を備えているがフィルタフィルムはなしの曲線８４より逸脱が明らかに少ないことが認められる。
【００８１】
７５°における結果１０８についてはさらに良い精度は認められる。７５°における逸脱は、２０ｋｅＶから４０ｋｅＶの間で１０％未満であり、１０ｋｅＶから２０ｋｅＶの間で２０％未満である。
【００８２】
したがってフィルタフィルムのスペクトルフィルタ作用の選択は、ペア１０の両方の検出素子１２、１４の、正規化され（相応に適応させた加重係数で）加重された応答能力が、少なくとも１０ｋｅＶ〜３０ｋｅＶの範囲内では、フィルタフィルム５２ａ、５２ｂなしの、つまり散乱体３０だけを備えた第２の検出素子１４の相対的な応答能力より１に近くなる（好ましくは、特定の角度、例えば０°および／または７５°において３０％未満の逸脱で）ように行われる。
【００８３】
測定が、このようなテスト実験の場合にしか角度選択的に実施されないことは明らかである。現実の稼働では、全ての角度が同時に測定され、区別されず、したがって局所線量計１は０°〜３６０°の可能な全て角度でできるだけ正確な測定を可能にするべきである。テスト結果は、本発明が、ＰＥ散乱体３０だけを備えた限定された測定に比べてその点で有利であることを証明している。
【００８４】
要約すると、測定量Ｈ＊（１０）７２に対して較正したとき、通常の線量計ＬｉＦチップカード２が、１００ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲内の放射を正しく測定するのに適していることが確認できる。しかし線量計１をＸ線放射の放射源で使用する場合は、たいていは、全線量のうちのかなりの部分が、３０ｋｅＶ未満のエネルギーの光子によって生じると推測できる。これに対してはＰＥ散乱体を使用してもなお所望の精度はもたらされない。それだけでなく加速器では、しばしば１．３ＭｅＶ超のエネルギーのガンマ放射がある。本発明による局所線量計１は、このエネルギー範囲内でもＸ線放射およびガンマ放射を改善された精度で測定することができる。このために、散乱体に加えてスペクトルフィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂを第１のＴＬＤチップ１２、２２の前方および後方に取り付ける。散乱体３０はポリエチレンから成り、散乱体の層厚（円筒半径）は、ＴＬＤチップ上で少なくとも２４ｍｍである。フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは、例えば５０μｍ厚の銅フィルムとして形成され、各ＴＬＤチップペア１０、２０のそれぞれ一方のＴＬＤチップ１２、２２上にだけ取り付けられ、これによりこのＴＬＤチップ１２、２２は、とりわけ低い光子エネルギーで比較的小さな応答能力を有するようになる。その際、各ペアの両方のＴＬＤチップ１２、１４または２２、２４の測定値の加重和が、最適化された応答能力をもたらす。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光子放射の周辺線量当量を測定するための局所線量計およびそのような局所線量計の読取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性体質を取り扱う際、ならびに加速器、Ｘ線設備、および迷放射線源を稼働する際には、人を防護するために、それぞれ特定の防護規定が適用される放射線防護領域を設けなければならない。これには監視、すなわち放射の連続測定が必要である。これにはいわゆる線量計が用いられる。
【０００３】
特に加速器における放射線防護監視には、中性子放射線レベルの測定だけでなく、光子放射の測定も必要である。新しい放射線防護令およびＸ線令の施行に伴い、局所線量／個人線量に関して新たな測定量を使用しなければならない。これまで使用していた線量値「光子線量当量Ｈｘ」は、透過性放射に関する線量値「周辺線量当量Ｈ＊（１０）」で置き替えられる。
【０００４】
これまで使用されていた線量値は、放射によって自由空気で生じる線量に基づくものである。新しい線量値は、同じ放射により、正規化された被検体の深さ１０ｍｍで生じる線量によって定義される（ＩＣＲＵ球；ＩＣＲＵ＝国際放射線単位測定委員会）。この定義は以下のようであり、すなわち実際の放射場内の関心点における周辺線量当量Ｈ＊（１０）は、所属する位置合わせされ拡張された放射場内で、放射線入射方向に対向する半径ベクトル上のＩＣＲＵ球内の深さ１０ｍｍで生じるであろう線量当量である。
【０００５】
能動型すなわち電子式の局所線量計と受動型局所線量計とが存在する。能動型モニタとしては、例えばシンチレーション式線量計、ガイガー・ミュラー計数管、比例計数管、および電離箱が知られている。
【０００６】
ＤＥ６９７１１１９９Ｔ２から、とりわけ周辺線量当量Ｈ＊を測定することができる、低エネルギーのＸ線放射およびガンマ放射用の線量計が知られている。この線量計は、ケイ素をベースとする光ダイオードおよびダイヤモンドをベースとする第２の検出器を使用し、それらの測定信号を、電流プリアンプおよびアナログ・デジタル変換器によって電子的に処理する。
【０００７】
例えばＧｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｆｕｅｒ Ｓｃｈｗｅｒｉｏｎｅｎｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ｍｂＨの実験ホールＥＨ内およびシンクロトロンの実験領域内では、例えばＦＨＺ６００Ａ型の能動型モニタ（販売：Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｅｒｌａｎｇｅｎ）によって、生成されたガンマ放射レベルを捕捉している。能動型モニタの欠点は、複雑で、高価で、かつ電気的接続または定期的なバッテリ交換を必要とすることである。さらにこの能動型モニタは、特に加速器のパルス運転の際に発生し得る短くて強い放射パルスの場合に過変調する可能性があり、その結果、監視結果をゆがめる恐れがある。したがってパルス状のＸ線放射およびガンマ放射の測定には、受動型線量計を用いることが好ましい。
【０００８】
ＤＥ１４８９９２２から、基本的に４５ｋｅＶ未満の放射の線量測定方法が知られている。この場合、差の形成によってエネルギー非依存性の測定を得るために、２つのリン酸ガラス測定素子が異なるケーシングを備えている。さらに４０から８０ｋｅＶの間の放射は考慮されないことになる。なぜならこれらの測定値は差を形成する際に相殺されるからである。
【０００９】
受動型局所線量計は典型的には、入射する放射を、物理的プロセスに基づき、電流を必要とせずに受け取り記憶する受動型検出素子を備えている。これの典型的な例は、熱ルミネセンス検出器（ＴＬＤ）である。熱ルミネセンス検出器は、例えば同位体６ＬｉＦまたは７ＬｉＦのフッ化リチウム結晶を含んでおり、６ＬｉＦと７ＬｉＦは中性子放射に対する応答挙動に違いがあるが、光子放射に対しては同じ応答挙動を有する。このような熱ルミネセンス検出器は、例えばＴｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＧｍｂＨ社から入手可能である。熱ルミネセンス検出カード上に、例えば４つの７ＬｉＦ結晶が取り付けられている。照射された検出カードは、自動装置内で評価される。そのために、加熱方法において、ＴＬＤから放出された光が光電子増倍器によって検出され、いわゆるグロー曲線が記録される。この測定されたグロー曲線を介して線量が決定される。
【００１０】
ＤＥ３９０３１１３Ａ１から、上述のフッ化リチウム結晶を含む線量測定カードを具備する線量計が知られている。ただしこれは局所線量計ではなく、個人線量計であり、とりわけ検出カードの形態である。検出カードは、結晶の間隔を広げるために正方形に形成すべきである。
【００１１】
Ｓｅｉｂｅｒｓｄｏｒｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社のＨ＊（１０）局所線量計が知られており、この局所線量計は、４つのフッ化リチウムチップを備えたアルミニウムの線量測定カードを具備している。この線量測定カードは、汚れから保護するためにプラスチック複合フィルム内に密閉され、プラスチックシリンダの開いた隙間内に上から嵌め込まれる。
【００１２】
続いてこの線量計は、測定場所に立てるまたは懸架するため、および３か月の測定期間中ずっと測定するために、粉末コーティングされたアルミニウムの保護キャップで密封される。
【００１３】
これらの局所線量計の欠点は、まず熱ルミネセンス検出器の応答能力が、強いエネルギー依存性を有することである。周辺線量当量測定器で測定すべき測定量が、法規、例えばドイツ放射線防護令（２００１年７月２０日付け電離性放射線による障害からの防護に関する政令（放射線防護令−ＳｔｒｌＳｃｈＶ）を参照）により、上述した測定量Ｈ＊（１０）によって予め定められている。
【００１４】
しかし純粋な熱ルミネセンス結晶の場合、エネルギー依存性は、約１００ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲内でしか測定量Ｈ＊（１０）のエネルギー依存性に近似していない。Ｓｅｉｂｅｒｓｄｏｒｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社のＨ＊（１０）局所線量計も、プラスチックシリンダにもかかわらず、３０ｋｅＶ〜１．３ＭｅＶのエネルギーの使用範囲しか提示されていない。多くの適用分野で特に問題なのは、１０ｋｅＶから３０ｋｅＶの間の範囲内での精度が不十分なことである。一般的には、１０ｋｅＶ〜３ＭｅＶ、より良くはさらに１０ＭｅＶまでの測定範囲が望ましいであろう。
【００１５】
いずれにせよ、これらの局所線量計が３６０°の角度範囲全体にわたって十分な測定精度を有しているかどうかは疑わしい。つまり例えば、０°では特定のエネルギー範囲にわたって十分な測定精度を有する局所線量計が、例えば７５°でも十分な測定精度を有するとは限らない。
【００１６】
したがって要するに、既知の局所線量計に対する改善要求が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】ＤＥ６９７１１１９９Ｔ２
【特許文献２】ＤＥ１４８９９２２
【特許文献３】ＤＥ３９０３１１３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の一般的課題は、周辺線量当量の正確な測定をパルス状の光子放射でも可能にする局所線量計および読取方法を提供することである。
【００１９】
本発明の具体的な課題は、できるだけ大きな線量測定すべきスペクトル範囲にわたって、相対線量表示値に対する予め定義された標準関数にできるだけ正確に対応する、光子放射に対するスペクトル応答挙動を表現することのできる、局所線量計および読取方法を提供することである。
【００２０】
本発明の具体的なもう１つの課題は、１００ｋｅＶ未満、特に１０ｋｅＶから３０ｋｅＶの間のエネルギー範囲内、ただし場合によってはさらに１．３ＭｅＶ〜約３ＭｅＶにわたって、それどころか最高１０ＭｅＶまでのエネルギー範囲内でも周辺線量当量の正確な測定を可能にする、Ｈ＊（１０）局所線量計を提供することである。
【００２１】
本発明のもう１つの課題は、所望のエネルギー範囲内で、できるだけ角度に依存しない測定精度を可能にする、Ｈ＊（１０）局所線量計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の課題は、独立請求項の対象によって解決される。本発明の有利な変形形態は従属請求項において定義されている。
【００２３】
本発明によれば、光子放射の周辺線量当量Ｈ＊（１０）を測定するための受動型で非電子式の局所線量計が提供される。周辺線量当量は、３６０°の角度または場合によってはそれどころか４πの立体角にわたって、できるだけ方向非依存的に測定される。この局所線量計の使用範囲は、好ましくは少なくとも１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶ超、特に好ましくは最高３ＭｅＶ、それどころか最高で１０ＭｅＶまでの範囲内のＸ線放射およびガンマ放射を含んでいる。
【００２４】
この局所線量計は、光子放射のための散乱体と、光子放射感受性の受動型検出素子、特に２つの熱ルミネセンス検出チップ、例えば２つのフッ化リチウムチップ（ＬｉＦチップ）の少なくとも１つの第１のペアを備えた検出カードとを具備している。ただし別の熱ルミネセンス材料を用いることもできる。両方の検出素子自体は、測定すべき光子放射に対して同じ応答挙動を有する。両方の検出素子は同一であることが好ましい。ただし６ＬｉＦチップと７ＬｉＦチップは測定すべき光子放射に対して同じ応答挙動を有するので、１つの６ＬｉＦチップおよび１つの７ＬｉＦチップを使用することも考えられる。
【００２５】
好ましくは、ＬｉＦチップの形の検出素子はそれぞれ、薄いプラスチックフィルム上に貼り付けられており、このプラスチックフィルムによって、検出カードのアルミニウム枠内の窓内に懸架されている。ただしＬｉＦチップは、検出カードのメーカーに応じて２つのプラスチックフィルムの間に挟持されていてもよい。ＬｉＦチップは例えば、約３ｍｍ×３ｍｍのサイズおよび約０．５ｍｍの厚さを有する。このような検出カードは市場で入手可能であり、例えばＴｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＧｍｂＨ社から入手可能である。検出カードはしたがってカード平面を定義しており、両方の検出素子はこのカード平面内で、検出カード上に並んでまたは上下に配置されており、より詳しくは検出カードの窓内で挟持されている。散乱体および検出素子から成る構成体は、カード平面に関して基本的に鏡面対称に構成されており、したがって両方の検出素子は、光子放射に対しカード平面の両側で同様の感受性を有し、これによりほぼ３６０°の角度範囲で光子放射をできるだけ方向非依存的に測定することが達成される。特に、検出カードに対して前方および後方から検出素子に当たる放射に対する応答挙動は、できるだけ同じであるべきである。カード平面の法線に対する入射角度に関連するある程度の方向依存性、例えばカード平面に垂直な入射角度を法線に対して７５°の角度と比較したときの方向依存性は、原則的には望ましくないが、不可避である。ただしこの方向依存性は、本発明によって低く保つことができる。
【００２６】
本発明によれば、両方の検出素子のうち第１の検出素子は２つのフィルタフィルムの間に位置決めされており、したがって第１の検出素子上に当たる光子放射は、光子放射が第１の検出素子上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、一方（前方）のフィルタフィルムまたはもう一方（後方）のフィルタフィルムによってフィルタ処理され、その際、両方のフィルタフィルムはそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射に対する同じスペクトルフィルタ作用を達成する。本発明において、スペクトルフィルタ作用とは、フィルタ作用がエネルギーの関数であり、つまりエネルギーに依存して異なるフィルタ処理がなされることと理解される。このスペクトルフィルタフィルムは、３０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内の光子放射を、特に１００ｋｅＶから１ＭｅＶの間の比較的高いエネルギーに比べて抑制するのに特に有効であり、つまり線量測定すべき測定範囲内の光子放射に対する有意で意図的なスペクトルフィルタ作用を所望の測定範囲内で有しており、ＬｉＦチップのための標準的な懸架フィルムと混同してはならない。つまりフィルタフィルムは、３０ｋｅＶ未満の低エネルギーに負荷が掛かるように、狙い通りに光子スペクトルを変化させる。他方でフィルタフィルムは、それでもなお測定に十分な強度で光子放射を通過させるために、吸収性を強く選択しすぎてはならない。
【００２７】
重要なのは、両方の検出素子の一方しか前述のフィルタフィルムの間に存在しないことである。すなわち両方の検出素子のうち第２の検出素子は、第１の検出素子のようにそのようなフィルタフィルムの間に存在してはおらず、したがって第２の検出素子上に当たる光子放射は、第１の検出素子上に当たる光子放射とは異なるスペクトル分布を有する。特に、第１の検出素子上に当たる光子放射のスペクトル分布では、１０ｋｅＶから３０ｋｅＶの間のエネルギー範囲が、より高いエネルギーに比べて減少しており、ただし好ましくはなお測定可能に存在している。
【００２８】
両方の検出素子で異なるフィルタフィルムを備えることによっても、本発明が実現できるであろうことは明らかであり、したがってこのことを排除するべきではない。重要なのは、第１の検出素子上に当たる光子放射が、第２の検出素子上に当たる光子放射とは異なるフィルタ処理を受けることであり、ただしその際に、それぞれ、放射が検出素子上に前方から当たるかまたは後方から当たるかには依存しない。したがって最も簡単な場合、第２の検出素子にフィルタフィルムは設けられず（懸架フィルムと混同しないこと）、したがって第２の検出素子上に当たる光子放射は、散乱体の内部ではフィルタ処理されないままである。
【００２９】
したがって第２の検出素子が第１の検出素子のようにそのようなフィルタフィルムの間に配置されていないということは、第２の検出素子が、ｉ）フィルタフィルムの間に配置されていないこと、またはｉｉ）測定すべき光子放射に対して第１の検出素子とは有意に異なるスペクトルフィルタ作用をもつフィルタフィルムの間に配置されていることを意味する。
【００３０】
これにより、有利には、非常に単純な構造の受動型局所線量計を用い、両方の検出素子の両方の測定値の加重和を形成することにより、スペクトル応答挙動を狙い通りに変えることができる。これは可能である。なぜなら第１および第２の検出素子が、異なるフィルタ処理に基づき、異なるスペクトル分布をもつ放射線量を測定するからである。したがって、測定量Ｈ＊（１０）の測定のエネルギー依存性を、できるだけ広いエネルギー範囲にわたってできるだけ正確に表現することができる。
【００３１】
本発明の好ましい一実施形態によれば、局所線量計は、光子放射感受性検出素子の第２のペアを備えている。この第２のペアは、好ましくは第１のペアと同一に形成されており、第１のペアの場合と同様に、両方の検出素子の一方の周りに前方および後方のフィルタフィルムを有している。すなわち第２のペアの両方の検出素子のうち第１の検出素子は２つのフィルタフィルムの間に位置決めされており、したがって第２のペアの第１の検出素子上に当たる光子放射は、光子放射が第２のペアの第１の検出素子上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、一方のフィルタフィルムまたはもう一方のフィルタフィルムによってフィルタ処理され、その際、第２のペアの第１の検出素子の両方のフィルタフィルムはそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射に対して同じスペクトルフィルタ作用を達成する。そのうえ、第２のペアの第１の検出素子のフィルタフィルムと第１のペアの第１の検出素子のフィルタフィルムも同様に、そのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されている。さらに第２のペアの両方の検出素子のうち第２の検出素子は、第２のペアの第１の検出素子のようにそのようなフィルタフィルムの間に配置されてはおらず、したがって第２のペアの第２の検出素子上に当たる光子放射は別のスペクトル分布を有しており、つまりフィルタ処理されず、または場合によっては第２のペアの第１の検出素子上に当たるスペクトル的にフィルタ処理された光子放射とは異なるフィルタ処理をされる。
【００３２】
この重複設計の利点は、同一に形成された２つの検出器ペアの場合、両方のペアのそれぞれ第１の検出素子の線量測定値の平均を求めることも、両方のペアのそれぞれ第２の検出素子の線量測定値の平均を求めることもできることに基づくものであり、その後、平均化された両方の測定値から加重和が形成される。一見するとこれは単純に思われるかもしれないが、普通に使用される検出カードの場合、測定の方向非依存性に関する特別な利点を有している。すなわち４つの検出素子が、好ましくは四角形の配置で、つまり第１のペアの第１の検出素子と第２のペアの第２の検出素子が対角線上で向かい合うように、カード上に配置されている。言い換えると、検出カード上で両方のペアが平行に並んで存在しており、かつ各ペアの両方の検出素子がそれぞれ上下に存在している。さらに散乱体は、好ましくは全体として円筒対称性であり、かつ散乱体の回転対称軸が、両方のペアの間に、つまり両方の第１の検出素子の間にも、両方の第２の検出素子の間にも延びている。したがって両方のペアは、それぞれ対称軸の脇に（鏡面対称に）存在している。検出カードはその平面的な形状のゆえに必然的に線量計の円筒対称性を損ない、したがってこのシステムに、原則的には望ましくない方向依存性をもたらす。しかしこれによって引き起こされた方向依存性は、この実施形態の場合、実験で証明できるように、対称軸のこちら側と向こう側で同一に形成された両方のペアの間の平均化によって低くすることができる。そのために、特に、斜めに入射する放射に対してペアが対称軸のこちら側と向こう側に配置されているので、光子放射がカード法線に対して斜めの角度で散乱体を通って両方のペアへと進む距離が異なるという状況を利用することができる。
【００３３】
４つの検出素子は、同じ熱ルミネセンス検出素子、例えば６ＬｉＦ結晶または７ＬｉＦ結晶を備えたフッ化リチウム熱ルミネセンス検出素子として形成することが好ましい。ただし上述したように６ＬｉＦ結晶または７ＬｉＦ結晶の組合せも可能である。
【００３４】
散乱体は、低い原子番号Ｚ、好ましくはＺ＝６以下、つまり炭素の原子番号を超えない元素で構成された材料から成ることが好ましい。そうでない場合には、吸収断面積が場合によっては大きくなりすぎる。したがって専ら炭素原子および水素原子から成るポリマー、またはせいぜいのところ、より大きな番号の元素を僅かな割合で有するポリマーが好ましい。したがって、（非ハロゲン化）ポリオレフィン、特にポリエチレンが考慮される。
【００３５】
散乱体は、カード平面を横切る少なくとも１つの平面において回転対称性の形状を有することが好ましい。特に好ましいのは円筒であり、その真ん中に、回転対称軸に関して対称に検出カードが配置され、その際、両方のペアは、軸に関して鏡面対称に配置される。ただし別の形状、特にもっと高い対称性を有する形状、例えば球または縁を丸めた円筒も考えられる。円筒の直径は５０ｍｍ±５ｍｍであることが好ましくは、これは、散乱体の散乱挙動と吸収挙動の間の優れた妥協点である。
【００３６】
特に好ましい一実施形態によれば、散乱体は、検出カード平面に沿って分離された２つの半体に分割され、つまり円筒の場合には対称軸に沿って分割されることが好ましい。両方の半体の少なくとも一方、好ましくは両方が、座繰りされた凹部を有しており、この凹部内に検出カードが埋設され、これにより稼働状態では完全に散乱素子に包囲されるようになる。検出カードの嵌込みおよび取り出しが容易にできるように、両方の円筒半体は、開いた状態と閉じた稼働状態の間で互いに相対的に移動可能である。閉じた稼働状態では、両方の半体が取外し可能に相互に結合され、例えばネジ留めされ、したがって座繰りされた凹部は、内部が全面的に閉じた空洞を形成し、その中に検出カードが埋設される。特に好ましくは、両方の半体が、カード平面に垂直な軸の周りで、つまり両方の半体の間の切断面に沿って、互いに相対的に回転可能に結合しており、これにより稼働状態では検出カードが散乱体の全面的に閉じた空洞内に閉じ込められ、開いた状態では検出カードを嵌め込みおよび取り出しできるようになる。望むなら、稼働状態の両方の半体をさらに、両方の半体の間の隙間に水または汚体が侵入することを阻止する保護ケーシングで取り囲むことが可能である。保護ケーシングは、同様に基本的に小さなＺの元素だけで構成されたプラスチックから、例えば同様にポリオレフィン、特にポリエチレンから成ることが望ましく、測定をできるだけ妨げないためにできるだけ薄いか、または対応する窓を有するべきであろう。特に、散乱体の周りに金属スリーブまたはアルミニウムスリーブを設けないのが有利である。というのは、これらのスリーブは、その光子放射に対する吸収特性によって結果を妨げる恐れがあるからである。
【００３７】
フィルタフィルムを散乱体の半体の内側に固定すること、それも稼働状態において検出カードが両方の半体の間の空洞内に埋設されているときに両方のペアの両方の第１の検出素子がその間にくる位置に固定することが特に好ましい。熱ルミネセンス検出チップを読み取るためには、フィルタフィルムを検出チップから遠ざけなければならないので、検出カードを取り出す際にフィルタフィルムが散乱体に固定されたままであると有利である。
【００３８】
フィルタフィルムは、１２以上の原子番号をもつ材料から成ることが好ましい。十分なスペクトルフィルタ機能を保証するために、少なくとも散乱体のＺより大きなＺが必要である。特に適しているのは銅フィルム（Ｚ＝２９）であることが分かっているが、例えば別の金属または材料も使用可能である。
【００３９】
銅フィルムを使用する場合、その好ましい厚さは、好ましくは１０μｍ〜１０００μｍの範囲内、特に好ましくは２５μｍから１００μｍの間である。この範囲内では、スペクトルフィルタ作用および吸収の割合が最適とみなされる。
【００４０】
別の材料を使用する場合、その厚さは下記の式に従って計算することができる。
【００４１】
【数１】
【００４２】
上式で、ＺＣｕは銅の原子番号であり、Ｚはフィルム材料の（場合によっては平均の）原子番号であり、ｄＣｕは１０μｍから１０００μｍの間、特に好ましくは２５μｍから１００μｍの間である。
【００４３】
本発明はさらに、本発明による局所線量計によって、１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射の周辺線量当量Ｈ＊（１０）を測定するための、下記のステップを含む方法に関する。すなわち、
放射レベルが高い規定の場所に局所線量計を準備するステップを含み、その際、局所線量計の回転角度は重要でない、
ある程度の期間、典型的には数日、数週間、または数か月の期間にわたって、線量測定すべき１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射により、規定の場所において局所線量計を照射するステップを含み、つまり時間分解せず記憶しながら測定を実施し、その際、検出素子が光子放射をその期間にわたって蓄積する。この場合、まず光子放射が全ての検出素子について、周りを囲む散乱体によって散乱され、その後、１つの第１の検出素子または両方のペアの第１の検出素子上に当たる光子放射が、１つの第１の検出素子または両方の第１の検出素子の直前および直後に配置されたフィルタフィルムによって追加的にフィルタ処理される。
【００４４】
測定期間の終了後、検出カードを散乱体から取り出し、別々の読取り装置で読み取る。その際、第１および第２の検出素子が別々に読み取られ、第１の検出素子上の放射線量に関する第１の測定値および第２の検出素子上の放射線量に関する第２の測定値が決定される。
【００４５】
続いて第１および第２の測定値から、予め定義された加重係数を用いて加重和が形成され、加重係数はフィルタフィルムの厚さおよび材料に応じて予め定義された定数である。加重和ΣＧＷは下記の式に従って計算することが好ましい。
【００４６】
ΣＧＷ＝ｆ１・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋ｆ２・ＭＷＰＥ （２）
【００４７】
上式で、ＭＷＰＥ＋Ｃｕは第１の測定値、つまり（銅）フィルタフィルムの間の第１の検出素子の測定値であり、ＭＷＰＥは第２の測定値、つまりフィルタフィルムなしの第２の検出素子の測定値であり、ｆ１は第１の測定値のための加重係数であり、ｆ２は第２の測定値のための加重係数である。さらに、正規化を維持するためにｆ１＋ｆ２＝１である。
【００４８】
上式を用いて計算した加重和が、最終的に周辺線量当量Ｈ＊（１０）に対する測定値として使用される。
【００４９】
２つの検出器ペアを備えた検出カードが設計される場合、同様に全ての４つの検出素子を別々に読み取り、第１および第２のペアの両方の第１の検出素子の両方の測定値の平均を求める。さらに第１および第２のペアの両方の第２の検出素子の両方の測定値の平均を求める。この場合、平均化された測定値を加重和の形成に使用する。この方法は、局所線量計の方向非依存性の改善をもたらすことができる。
【００５０】
全て網羅するものではないが、本発明による局所線量計の適用分野は、線形加速器（例えば出願人のところのＵＮＩＬＡＣ）、イオン源、超短レーザパルスによるレーザ（例えば出願人のところのＰｈｅｌｉｘ）、ならびにイオン治療設備におけるガンマ放射およびＸ線放射の測定である。
【００５１】
以下、例示的実施形態に基づき、図を参照して本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】４つの検出素子を備えた熱ルミネセンス検出カードの概略正面図である。
【図２】ＴＬＤ７７７７型の検出カードを備えており、円筒半体が分離された、つまり完全に開いた状態での、本発明によるＨ＊（１０）周辺線量当量測定器の透視図である。
【図３】局所線量計のカード平面を横切る断面の概略図である。
【図４】検出カードなしでの、両方の分離された円筒半体の内側の概略正面図である。
【図５】検出カードなしでの、回転させて開いた位置における両方の円筒半体の概略図である。
【図６】１つのペアの第１および第２の測定素子の、フィルタ処理されない照射およびフィルタ処理された照射を可視化した局所線量計モデルの概略断面図である。
【図７】散乱体なしのＴＬＤチップに対するシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図８】散乱体を備えているがフィルタフィルムはなしのＴＬＤチップに対するシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図９】検出器法線に対して０°の角度でのプログラムＦＬＵＫＡによるシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図１０】検出器法線に対して７５°の角度でのプログラムＦＬＵＫＡによるシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【図１１】０°および７５°での加重和に関する、図９および図１０のプログラムＦＬＵＫＡによるシミュレーション計算の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１を参照するとし、熱ルミネセンス検出カード（ＴＬＤカード）２は、基本的に長方形の細長い形状を有しており、以下の寸法、すなわち４．３ｃｍ×３．１ｃｍ×０．１ｃｍ（長さ×幅×高さ）である。検出カード２は、マグネシウムおよびチタンでドープした４つのフッ化リチウム７チップ（７ＬｉＦ）１２、１４、２２、２４を検出素子として備えている。この例では、別々の検出素子がそれぞれＰＴＦＥフィルム１６（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ＤｕＰｏｎｔの商標名）内に密閉されており、かつアルミニウム枠内のそれぞれの窓１８内に固定されている。ただし検出素子の片面が、対応する懸架フィルム１６に貼り付けられていてもよい。さらに、別々の検出素子１２、１４、２２、２４が２つの離隔した平行なペア１０、２０にグループ分け、各ペア１０、２０の両方の離隔した検出素子は、それぞれ上下に配置され、この例では検出カード２の長辺に沿って上下に配置されている。正確な識別のために、各ＴＬＤカード２は代表的なバーコード４（図２を参照）を備えている。面取りされた角６は、評価装置（いわゆる「リーダ」、図示せず）のマガジン内での正しい方向付けに役立ち、この評価装置内で、検出素子が別々に読み取られる。ここではＴｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＧｍｂＨ社の７７７７型のＴＬＤカードを使用した。
【００５４】
高温の窒素流または加熱フィンガなどによって加熱すると、熱ルミネセンス結晶のトラップ内にある自由電子が新たに励起され、それによって電子は価電子帯に落ちる。その際に自由電子が光子を放出し、この光子がリーダ内の二次電子増倍器（光電子増倍器）によって検出される。その場合、トラップが様々な深さにあるので、放出される光子の頻度は温度に依存する。温度に対して光子強度をプロットすることによっていわゆるグロー曲線が得られ、このグロー曲線を用いて、線量測定された光子放射を算出することができる。
【００５５】
メーカーＨａｒｓｈａｗおよびその後継会社Ｈａｒｓｈａｗ−Ｂｉｃｒｏｎの８８００型または６６００型の２つのリーダを使用した。基本的に、両方のリーダの機能方式は同じである。リーダは、ＴＬＤカード装入用のマガジンおよび既に読み取ったカード用のマガジンを１つずつ備えている。両方のシステムは、それぞれ１つずつ別々のコンピュータ、プリンタ、およびＴＬＤカードを識別するための内蔵バーコードスキャナを備えている。
【００５６】
ＴＬＤ検出カードの使用および評価については、当業者に原理が知られているので、ここでさらに掘り下げる必要はない。
【００５７】
ＬｉＦチップ１２、１４、２２、２４を備えたＴＬＤカード２は、測定量Ｈ＊（１０）に対して較正したとき、１００ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲内での測定に適している。ただしこの範囲は、１００ｋｅＶ未満の所望の低エネルギー範囲をカバーしていない。この低エネルギー範囲は、実際に、まさにこの低エネルギーの光子放射が生じ得る、例えば加速器におけるイオン源にとって重要である。
【００５８】
最初に、ポリエチレン（ＰＥ）から成る散乱体３０を使用し、この散乱体内に検出カード２を埋設する。散乱体３０は必要な散乱寄与をもたらし、したがって線量計１は、Ｈ＊（１０）周辺線量当量測定器として低エネルギー範囲にも用いることができる。しかしながらＰＥ散乱体３０を使用するだけでは、特に１０ｋｅＶ〜３０ｋｅＶの範囲内で、所望の精度を達成するのにまだ十分でないことが分かった。
【００５９】
図２を参照すると、本発明による局所線量計１が、完全に開いた形で示されている。本発明ではまず、真ん中で切り開かれ、したがって２つの同じ円筒半体３２ａ、３２ｂに切り分けられた円筒形のＰＥ散乱体３０を使用する。ＰＥ円筒３０は、５ｃｍの直径および６ｃｍの高さを有している。両方の半体３２ａ、３２ｂの中央の座繰り部３６ａ、３６ｂは、ＴＬＤカード２用の必要なスペースをもたらし、これによって生じる凹部内にＴＬＤカードが嵌め込まれる。穴４２ａおよびネジ溝４２ｂに渡された２本のプラスチックネジによって、両方の円筒半体３２ａ、３２ｂを取外し可能に相互に結合することができ、両方の凹部によって形成された空洞を一時的に封鎖することができる。あるいは、ＰＥ円筒３０は、脇からの挿入用の縦穴を備えることもでき、この挿入用縦穴内に、ＴＬＤカード２が押し込まれる。局所線量計はさらに、ＰＥ散乱体３０に付属した懸架保持具を備えることができ、この懸架保持具は、空中での開放的な測定を可能にする。
【００６０】
両方の円筒半体３２ａ、３２ｂの凹部３６ａ、３６ｂ内には、５０μｍ厚の銅フィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂが、ＴＬＤカード２の上側の両方の熱ルミネセンスチップ１２、２２の高さに貼り付けられている。こうして、両方のＴＬＤチップペア１０、２０の加重測定値から、本発明による改善された応答能力を達成することができる。
【００６１】
左に示した円筒半体３２ａでも同様に２つの５０μｍ厚の銅フィルムが貼り付けられているが、これらの銅フィルムは図２の図ではＴＬＤカード２によって覆い隠されている。
【００６２】
図３を参照すると、検出カード２が中央の空洞３７内に埋設されており、外から入射する光子放射は、カード法線Ｎに対する角度に応じて、ＰＥ散乱体を有意の長さにわたって、例えば２０ｍｍから３４ｍｍの間で横断しなければならない。
【００６３】
図４を参照すると、フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂはそれぞれ、両方の散乱体半体３２ａ、３２ｂのそれぞれの内側３８ａ、３８ｂで、それも検出カード用のそれぞれの凹部３６ａ、３６ｂ内に固定されている。フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは散乱体の内部で、散乱体３０の対称軸Ｓに関して対称に、上半分内に配置されている。したがって両方の上側の第１のＴＬＤチップ１２、２２はそれぞれ、組み立てた状態では２つの銅フィルタフィルム５２ａ、５２ｂまたは６２ａ、６２ｂの間にサンドイッチ状に挟まれており、その際、銅フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは両方の第１のＴＬＤチップ１２、２２を完全に両面で覆っている。両方の下側の第２のＴＬＤチップ１４、２４はフィルタフィルムの間には配置されていない。断面３８ａ、３８ｂおよび検出カード２は対称平面を形成しており、この対称平面内に検出カード２が存在しており、つまり対称平面はカード平面Ｅと重なっている。フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは、両方の円筒半体３２ａ、３２ｂ上で、それぞれ対称軸の左と右に、特に対称軸に関して対称に配置されている。
【００６４】
図５は、検出カード２の嵌込みおよび取出しのために、回転軸の周りで稼働状態に対して１８０°回転させた両方の散乱体半体３２ａ、３２ｂを示している。
【００６５】
図６は、閉じた局所線量計１のモデルの両方のペアのうち一方の、フィルタ処理される第１のＴＬＤチップ１２およびフィルタ処理されない第２のＴＬＤチップ１４を、カード平面Ｅに垂直に、かつ対称軸Ｓに平行に切断した図で（原寸に比例せず概略的に）示している。線量測定すべき光子放射Ｐは、まずどちらのＴＬＤチップ１２、１４についても、共通のＰＥ散乱体３０を横断する。この放射は、次いで（ＰＥ散乱体による以外は）フィルタ処理されずに第２のＴＬＤチップ１４（左）に当たり、前方の銅フィルタフィルム５２ａによってフィルタ処理されて、この図では横に配置された第１のＴＬＤチップ１２（右）に当たる。
【００６６】
シミュレーションプログラムＥＧＳ４により、まず線量応答能力に関してシミュレーション計算を実施した。
【００６７】
簡略化の理由から最初は円筒形のモデルを作成した。線量計の中央に、ＰＥ散乱体３０に取り囲まれた光子放射感受性検出素子がある。ＴＬＤチップ１２、１４が、この例では８．５５ｍｍ３の検出体積でモデル化されている。光子Ｐの輸送は、開始エネルギー（１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶ）から下に５ｋｅＶのエネルギーまで行う。電子の輸送は１２ｋｅＶの運動エネルギーまで追跡する。電子輸送を放棄しないのは、電子が検出器の有効体積から外へ輸送可能だからである。これは、検出体積の外から中へ電子を輸送することで部分的に補償することができる。ただし、散乱体３０および検出素子１２、１４が様々な材料から成るので、とりわけ比較的高い光子エネルギーによる照射の場合には、これは正確に計算しなければならない。信号は、ＫＥＲＭＡ（＝ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｌｅａｓｅｄ ｉｎ ｍａｔｔｅｒ）として計算される。この計算では、気体中での加熱プロセス、光放出、および光電子増倍器による光収集を含む評価手順全体を個々には考慮しない。蓄積されるエネルギーだけを、記録された信号の尺度として用いる。放射輸送中に、一次光子ごとにＴＬＤ素子内に蓄積されるエネルギーを計算し、棒グラフにする。この棒グラフから、入射光子ごとの蓄積される全エネルギーを計算する。
【００６８】
計算効率を改善するために、モデル化したＴＬＤチップの有効体積は、現実のＴＬＤチップ１２、１４の有効体積（０．３９ｍｍ３〜０．９１ｍｍ３）より大きな体積（６．７ｍｍ３または８．５５ｍｍ３）で計算する。しかしこの簡略化により、線量計１の応答能力の原理的なエネルギー依存性が計算において誤って現れることはない。この計算は、１３７Ｃｓ源のガンマ放射（６６１ｋｅＶ）に対する応答に対して正規化されている。
【００６９】
最初に参照基準として、散乱体３０なしのＴＬＤ素子１２、１４による場合を計算した。この結果は図７を見ると分かる。
【００７０】
すなわち図７は、線量応答能力に関するシミュレーション計算の結果を示している。実線７２は標準であるＨ＊（１０）−ＩＣＲＵ５７を示しており、点７４はＴＬＤチップだけ、つまり散乱体３０なし、フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂなしでシミュレートした結果値を示している。測定量Ｈ＊（１０）について計算した応答能力７４が、１５ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内で示されている。シミュレーション値７４が、１００ｋｅＶ未満および１ＭｅＶ超で、標準曲線７２Ｈ＊（１０）から大きく逸脱していることが認められる。特に、エネルギーが１００ｋｅＶ未満の場合、線量の最高２桁までの過大評価が生じ、一方、エネルギーが１ＭｅＶ超の場合は、エネルギーが増えるにつれて線量が過小評価されている。
【００７１】
図８は、ＴＬＤチップ１４の周りに半径２４．０ｍｍのＰＥ散乱体３０（０．９２ｇ／ｃｍ３）を備えたＴＬＤチップ１４に関するシミュレーション計算の結果を示している。このシミュレーション値は７６で示されている。１０ｋｅＶ〜約２ＭｅＶのエネルギー範囲の応答能力に関しては既に、７２で示した、Ｈ＊（１０）に関する相対的な線量変換関数の推移と比較的よく一致している。
【００７２】
ただし、依然として約２０ｋｅＶ〜４０ｋｅＶのエネルギー範囲内で線量が過大評価されていることに留意すべきである。約３ＭｅＶ以降は線量表示値の過小評価が生じている。それでも散乱体なしのＴＬＤチップの場合よりは少ない。図８では二重対数表示されているので逸脱が比較的小さい印象を与えているが、依然として満足できない測定精度を意味していることに留意すべきである。この逸脱は、本発明によって改善することができる。
【００７３】
さらなるシミュレーションのために、プログラムＦＬＵＫＡを用い、改善したシミュレーション計算を実施し、実験によるテスト測定によって正しさを証明した。このシミュレーション計算の結果は図９〜図１１に示されている。
【００７４】
図９は、０°での、つまり検出カード２の法線Ｎに平行な、ＦＬＵＫＡ計算の結果８４、８８を示している。Ｙ軸にはＣｓ１３７について正規化された相対的な応答能力が、光子放射エネルギー（Ｘ軸）の関数として示されている。計算は、ＰＥ散乱体３０内のＴＬＤチップについて、１回は銅フィルタフィルム（５０μｍ）５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂありで、一回はなしで、それぞれ実施した。この場合も、フィルタフィルムなしの曲線８４では、約４０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内で過剰上昇が認められ、この過剰上昇は最大で、約２０ｋｅＶでの１．６倍超である。これとは異なり、銅フィルタフィルムを備えた場合の曲線８８は、４０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内で明らかな過小評価を示している。つまりフィルタフィルムは、低い光子エネルギー範囲内での相対的な応答能力を、より高い光子エネルギーの場合に比べて抑制しており、この抑制は光子の「境界エネルギー」Ｅｘから始まる。境界エネルギーＥｘは、１５ｋｅＶから１００ｋｅＶの間にあるはずである。この例では、例えばＥｘ＝３０ｋｅＶである。したがってフィルタフィルムは、フィルタ処理されるＴＬＤチップ１２の相対的な応答能力が、境界エネルギーＥｘから少なくともＣｓ１３７標準値までの間の範囲内では比較的平坦に推移し、境界エネルギーＥｘ未満では著しく低下するように選択される。
【００７５】
図１０は、図９に対応しているが、検出カードの法線に対して７５°の角度での結果を示している。この場合も、銅フィルタフィルムなしの値９４については、４０ｋｅＶ未満で明らかな過剰上昇が認められ、しかもこの過剰上昇は１０ｋｅＶでほぼ１００％である。銅フィルタフィルムを備えた場合の値９８は、０°の場合より少し平坦な推移を示している。
【００７６】
ここで、本発明によれば、銅フィルタフィルムを備えた場合のシミュレーション計算の値８８または９８（ＭＷＰＥ＋Ｃｕ）と銅フィルタフィルムのない場合のシミュレーション計算の値８４または９４（ＭＷＰＥ）を、下記の方程式に従って加重して加算する。
【００７７】
ΣＧＷ＝０．４５・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋０．５５・ＭＷＰＥ （３）
【００７８】
つまり加重係数はｆ１＝０．４５およびｆ２＝０．５５である。
【００７９】
図１１は、方程式（３）に従って計算した、図９および図１０のテスト結果の加重和によって得られる曲線を示しており、つまり法線Ｎに対して０°の角度に関する曲線（符号：１０４）も、法線Ｎに対して７５°の角度に関する曲線（符号：１０８）も示している。この加重和を、本発明による局所線量計の「加重応答能力」と呼ぶこともできる。すなわちＹ軸には、Ｃｓ１３７について正規化された相対的な加重応答能力、０°に関し１０４、および７５°に関し１０８ が、光子放射エネルギー（Ｘ軸）の関数として示されている。
【００８０】
０°における加重応答能力１０４は、１０ｋｅＶから約３ＭｅＶの間のエネルギー範囲全体における逸脱が最大で標準から約２５％であり、特に３０ｋｅＶ未満のエネルギー範囲内では、図９でのＰＥ散乱体を備えているがフィルタフィルムはなしの曲線８４より逸脱が明らかに少ないことが認められる。
【００８１】
７５°における結果１０８についてはさらに良い精度は認められる。７５°における逸脱は、２０ｋｅＶから４０ｋｅＶの間で１０％未満であり、１０ｋｅＶから２０ｋｅＶの間で２０％未満である。
【００８２】
したがってフィルタフィルムのスペクトルフィルタ作用の選択は、ペア１０の両方の検出素子１２、１４の、正規化され（相応に適応させた加重係数で）加重された応答能力が、少なくとも１０ｋｅＶ〜３０ｋｅＶの範囲内では、フィルタフィルム５２ａ、５２ｂなしの、つまり散乱体３０だけを備えた第２の検出素子１４の相対的な応答能力より１に近くなる（好ましくは、特定の角度、例えば０°および／または７５°において３０％未満の逸脱で）ように行われる。
【００８３】
測定が、このようなテスト実験の場合にしか角度選択的に実施されないことは明らかである。現実の稼働では、全ての角度が同時に測定され、区別されず、したがって局所線量計１は０°〜３６０°の可能な全て角度でできるだけ正確な測定を可能にするべきである。テスト結果は、本発明が、ＰＥ散乱体３０だけを備えた限定された測定に比べてその点で有利であることを証明している。
【００８４】
要約すると、測定量Ｈ＊（１０）７２に対して較正したとき、通常の線量計ＬｉＦチップカード２が、１００ｋｅＶ〜１ＭｅＶのエネルギー範囲内の放射を正しく測定するのに適していることが確認できる。しかし線量計１をＸ線放射の放射源で使用する場合は、たいていは、全線量のうちのかなりの部分が、３０ｋｅＶ未満のエネルギーの光子によって生じると推測できる。これに対してはＰＥ散乱体を使用してもなお所望の精度はもたらされない。それだけでなく加速器では、しばしば１．３ＭｅＶ超のエネルギーのガンマ放射がある。本発明による局所線量計１は、このエネルギー範囲内でもＸ線放射およびガンマ放射を改善された精度で測定することができる。このために、散乱体に加えてスペクトルフィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂを第１のＴＬＤチップ１２、２２の前方および後方に取り付ける。散乱体３０はポリエチレンから成り、散乱体の層厚（円筒半径）は、ＴＬＤチップ上で少なくとも２４ｍｍである。フィルタフィルム５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂは、例えば５０μｍ厚の銅フィルムとして形成され、各ＴＬＤチップペア１０、２０のそれぞれ一方のＴＬＤチップ１２、２２上にだけ取り付けられ、これによりこのＴＬＤチップ１２、２２は、とりわけ低い光子エネルギーで比較的小さな応答能力を有するようになる。その際、各ペアの両方のＴＬＤチップ１２、１４または２２、２４の測定値の加重和が、最適化された応答能力をもたらす。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光子放射（Ｐ）のための散乱体（３０）と、
測定すべき光子放射（Ｐ）に対して同じ応答挙動を有する光子放射感受性検出素子（１２、１４）の少なくとも１つの第１のペア（１０）を備えた検出カード（２）と
を具備する、光子放射（Ｐ）の周辺線量当量（Ｈ＊（１０））を測定するための局所線量計（１）であって、
前記検出カード（２）がカード平面（Ｅ）を定義しており、前記両方の検出素子（１２、１４）が前記検出カード（２）上のカード平面（Ｅ）内で並んでまたは上下に配置されており、散乱体（３０）および検出素子（１２、１４）から成る構成体が、カード平面（Ｅ）に関して基本的に鏡面対称に組み立てられており、したがって前記両方の検出素子（１２、１４）が、光子放射に対しカード平面（Ｅ）の両側で同様の感受性を有し、これによりほぼ３６０°の角度範囲での光子放射（Ｐ）の測定を達成し、
前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（１２）が２つのフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の間に位置決めされており、したがって前記第１の検出素子（１２）上に当たる光子放射（Ｐ）は、光子放射（Ｐ）が前記第１の検出素子（１２）上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、前記一方のフィルタフィルム（５２ａ）または前記もう一方のフィルタフィルム（５２ｂ）によってフィルタ処理され、前記両方のフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）がそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射（Ｐ）に対して同じスペクトルフィルタ作用を達成し、
前記両方の検出素子のうち第２の検出素子（１４）が、前記第１の検出素子（１２）のように前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の間に配置されてはおらず、したがって前記第２の検出素子（１４）上に当たる光子放射（Ｐ）が、前記第１の検出素子（１２）上に当たるスペクトル的にフィルタ処理された光子放射（Ｐ）とは異なるスペクトル分布を有する、局所線量計（１）。
【請求項２】
前記検出カード（２）が、前記第１のペア（１０）と同一の、光子放射感受性検出素子（２２、２４）の第２のペア（２０）を備えており、
前記第２のペア（２０）の前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（２２）が２つのフィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）の間に位置決めされており、したがって前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）上に当たる光子放射（Ｐ）は、光子放射（Ｐ）が前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、前記一方のフィルタフィルム（６２ａ）または前記もう一方のフィルタフィルム（６２ｂ）によってフィルタ処理され、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）の前記両方のフィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）がそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射（Ｐ）に対して同じスペクトルフィルタ作用を達成し、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）の前記フィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）と前記第１のペア（１０）の前記第１の検出素子（１２）の前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）が、そのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、
前記第２のペア（２０）の前記両方の検出素子のうち第２の検出素子（２４）が、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）のように前記フィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）の間に配置されてはおらず、したがって前記第２のペア（２０）の前記第２の検出素子（２４）上に当たる光子放射（Ｐ）が、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）上に当たるスペクトル的にフィルタ処理された光子放射（Ｐ）とは異なるスペクトル分布を有する、請求項１に記載の局所線量計（１）。
【請求項３】
前記検出素子（１２、１４、２２、２４）が熱ルミネセンス検出素子である、請求項１または２に記載の局所線量計（１）。
【請求項４】
前記検出素子（１２、１４、２２、２４）がフッ化リチウム結晶の熱ルミネセンス検出素子である、請求項３に記載の局所線量計（１）。
【請求項５】
前記散乱体（３０）が、基本的に炭素原子および水素原子だけから成るプラスチックから作製されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項６】
前記散乱体（３０）がポリオレフィンから作製されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項７】
前記散乱体（３０）が、カード平面（Ｅ）を横切る少なくとも１つの平面において回転対称である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項８】
前記第１および第２のペア（１０、２０）、検出素子（１２、１４、２２、２４）が、円筒軸（Ｓ）に関して鏡面対称に配置されている、請求項２および７に記載の局所線量計（１）。
【請求項９】
前記散乱体（３０）が５０ｍｍ±５ｍｍの直径を有する、請求項７または８に記載の局所線量計（１）。
【請求項１０】
前記散乱体（３０）が、カード平面（Ｅ）に沿って２つの半体（３２ａ、３２ｂ）に分かれており、前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、開いた状態と閉じた稼働状態の間で互いに相対的に移動可能であり、前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、閉じた稼働状態では、取外し可能に相互に結合され、かつ前記検出カード（２）を埋設する内部の空洞を形成し、開いた状態では前記検出カード（２）を嵌め込みおよび取り出すことができる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１１】
前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、カード平面（Ｅ）に垂直な軸の周りで回転可能に相互に結合されており、開いた状態と閉じた稼働状態の間で互いに相対的に回転可能であり、これにより稼働状態では前記検出カード（２）が前記散乱体（３０）の全面的に閉じた空洞内に閉じ込められ、開いた状態では前記検出カード（２）を嵌め込みおよび取り出すことができる、請求項１０に記載の局所線量計（１）。
【請求項１２】
前記両方のフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）が、前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）のそれぞれにおいて、稼働状態において前記第１の検出素子が前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）の間の空洞内に埋設されているときに前記第１の検出素子（１２）がくる位置に固定されている、請求項１０または１１に記載の局所線量計（１）。
【請求項１３】
前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、稼働状態では、基本的にはスペクトル的に効果のない保護ケーシングによって取り囲まれている、請求項１０、１１、または１２に記載の局所線量計（１）。
【請求項１４】
前記保護ケーシングがプラスチックから成る、請求項１３に記載の局所線量計（１）。
【請求項１５】
前記散乱体（３０）が金属ハウジングには取り囲まれてない、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１６】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が、原子番号１２以上の材料から作製されている、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１７】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が厚さｄを有しており、前記厚さが、下記の式
【数１】
に従って計算され、式中、ＺＣｕは銅の原子番号であり、Ｚはフィルム材料の原子番号であり、ｄＣｕは１０μｍから１０００μｍの間である、請求項１６に記載の局所線量計（１）。
【請求項１８】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が金属フィルムである、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１９】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が銅フィルムである、請求項１８に記載の局所線量計（１）。
【請求項２０】
前記銅フィルムが１０μｍから１０００μｍの間の厚さｄを有する、請求項１９に記載の局所線量計（１）。
【請求項２１】
特に請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の局所線量計（１）によって、１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射（Ｐ）の周辺線量当量（Ｈ＊（１０））を測定するための方法であって、
放射に暴露された規定の場所に前記局所線量計（１）を準備し、その際、前記局所線量計（１）が、光子放射（Ｐ）のための散乱体（３０）と、前記散乱体（３０）の内部の、測定すべき光子放射（Ｐ）に対して同じ応答挙動を有する光子放射感受性検出素子（１２、１４）の少なくとも１つの第１のペア（１０）を備えた検出カード（２）とを具備しており、前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（１２）が、２つのフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の間に位置決めされており、
ある程度の期間にわたって、少なくとも１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射（Ｐ）により、前記規定の場所での前記局所線量計（１）を照射し、その際、前記第１の検出素子（１２）上に当たる光子放射（Ｐ）が、前記第１の検出素子（１２）の前方および後方に配置された前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）によってフィルタ処理され、
照射期間後に前記局所線量計（１）を読み取り、その際、前記第１および第２の検出素子（１２、１４）が別々に読み取られ、前記第１の検出素子（１２）上の放射線量に関する第１の測定値および前記第２の検出素子（１４）上の放射線量に関する第２の測定値が決定され、
前記第１および第２の測定値から、前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の厚さおよび材料に応じて予め定義された加重係数ｆ１、ｆ２を用いて加重和ΣＧＷを形成し、
前記加重和を周辺線量当量Ｈ＊（１０）に関する測定値として使用する、方法。
【請求項２２】
加重和ΣＧＷが下記の式に従って計算され、ΣＧＷ＝ｆ１・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋ｆ２・ＭＷＰＥ、式中、ＭＷＰＥ＋Ｃｕは第１の測定値であり、ＭＷＰＥは第２の測定値であり、ｆ１は第１の測定値のための加重係数であり、ｆ２は第２の測定値のための加重係数であり、ｆ１＋ｆ２＝１であり、加重係数ｆ１およびｆ２が前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の厚さおよび材料に依存する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記検出カード（２）が、測定すべき光子放射（Ｐ）に対して同じ応答挙動を有する光子放射感受性検出素子（２２、２４）の第２のペア（２０）を備えており、前記第２のペア（２０）の前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（２２）が、２つのフィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）の間に位置決めされており、
照射期間後に前記局所線量計（１）を読み取り、その際、前記第１のペア（１０）の前記第１および第２の検出素子（１２、１４）ならびに前記第２のペア（２０）の前記第１および第２の検出素子（２２、２４）がそれぞれ別々に読み取られ、かつ第１の測定値が、前記第１および第２のペア（１０、２０）のそれぞれ前記第１の検出素子（１２、２２）の両方の測定値の平均を求めることによって形成され、第２の測定値が、前記第１および第２のペア（１０、２０）のそれぞれ前記第２の検出素子（１４、２４）の両方の測定値の平均を求めることによって形成され、
前記加重和が、第１および第２の平均化された測定値から形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
加重和ΣＧＷが下記の式に従って計算され、ΣＧＷ＝ｆ１・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋ｆ２・ＭＷＰＥ、式中、ＭＷＰＥ＋Ｃｕは第１の平均化された測定値であり、ＭＷＰＥは第２の平均化された測定値であり、ｆ１は第１の平均化された測定値のための加重係数であり、ｆ２は第２の平均化された測定値のための加重係数であり、ｆ１＋ｆ２＝１であり、加重係数ｆ１およびｆ２が前記フィルタフィルムの厚さおよび材料に依存する、請求項２３に記載の方法。
【請求項１】
光子放射（Ｐ）のための散乱体（３０）と、
測定すべき光子放射（Ｐ）に対して同じ応答挙動を有する光子放射感受性検出素子（１２、１４）の少なくとも１つの第１のペア（１０）を備えた検出カード（２）と
を具備する、光子放射（Ｐ）の周辺線量当量（Ｈ＊（１０））を測定するための局所線量計（１）であって、
前記検出カード（２）がカード平面（Ｅ）を定義しており、前記両方の検出素子（１２、１４）が前記検出カード（２）上のカード平面（Ｅ）内で並んでまたは上下に配置されており、散乱体（３０）および検出素子（１２、１４）から成る構成体が、カード平面（Ｅ）に関して基本的に鏡面対称に組み立てられており、したがって前記両方の検出素子（１２、１４）が、光子放射に対しカード平面（Ｅ）の両側で同様の感受性を有し、これによりほぼ３６０°の角度範囲での光子放射（Ｐ）の測定を達成し、
前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（１２）が２つのフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の間に位置決めされており、したがって前記第１の検出素子（１２）上に当たる光子放射（Ｐ）は、光子放射（Ｐ）が前記第１の検出素子（１２）上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、前記一方のフィルタフィルム（５２ａ）または前記もう一方のフィルタフィルム（５２ｂ）によってフィルタ処理され、前記両方のフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）がそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射（Ｐ）に対して同じスペクトルフィルタ作用を達成し、
前記両方の検出素子のうち第２の検出素子（１４）が、前記第１の検出素子（１２）のように前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の間に配置されてはおらず、したがって前記第２の検出素子（１４）上に当たる光子放射（Ｐ）が、前記第１の検出素子（１２）上に当たるスペクトル的にフィルタ処理された光子放射（Ｐ）とは異なるスペクトル分布を有する、局所線量計（１）。
【請求項２】
前記検出カード（２）が、前記第１のペア（１０）と同一の、光子放射感受性検出素子（２２、２４）の第２のペア（２０）を備えており、
前記第２のペア（２０）の前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（２２）が２つのフィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）の間に位置決めされており、したがって前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）上に当たる光子放射（Ｐ）は、光子放射（Ｐ）が前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）上に前方から当たるかまたは後方から当たるかに応じて、前記一方のフィルタフィルム（６２ａ）または前記もう一方のフィルタフィルム（６２ｂ）によってフィルタ処理され、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）の前記両方のフィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）がそのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、これにより前方および後方からの光子放射（Ｐ）に対して同じスペクトルフィルタ作用を達成し、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）の前記フィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）と前記第１のペア（１０）の前記第１の検出素子（１２）の前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）が、そのスペクトルフィルタ作用に関して同一に形成されており、
前記第２のペア（２０）の前記両方の検出素子のうち第２の検出素子（２４）が、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）のように前記フィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）の間に配置されてはおらず、したがって前記第２のペア（２０）の前記第２の検出素子（２４）上に当たる光子放射（Ｐ）が、前記第２のペア（２０）の前記第１の検出素子（２２）上に当たるスペクトル的にフィルタ処理された光子放射（Ｐ）とは異なるスペクトル分布を有する、請求項１に記載の局所線量計（１）。
【請求項３】
前記検出素子（１２、１４、２２、２４）が熱ルミネセンス検出素子である、請求項１または２に記載の局所線量計（１）。
【請求項４】
前記検出素子（１２、１４、２２、２４）がフッ化リチウム結晶の熱ルミネセンス検出素子である、請求項３に記載の局所線量計（１）。
【請求項５】
前記散乱体（３０）が、基本的に炭素原子および水素原子だけから成るプラスチックから作製されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項６】
前記散乱体（３０）がポリオレフィンから作製されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項７】
前記散乱体（３０）が、カード平面（Ｅ）を横切る少なくとも１つの平面において回転対称である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項８】
前記第１および第２のペア（１０、２０）、検出素子（１２、１４、２２、２４）が、円筒軸（Ｓ）に関して鏡面対称に配置されている、請求項２および７に記載の局所線量計（１）。
【請求項９】
前記散乱体（３０）が５０ｍｍ±５ｍｍの直径を有する、請求項７または８に記載の局所線量計（１）。
【請求項１０】
前記散乱体（３０）が、カード平面（Ｅ）に沿って２つの半体（３２ａ、３２ｂ）に分かれており、前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、開いた状態と閉じた稼働状態の間で互いに相対的に移動可能であり、前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、閉じた稼働状態では、取外し可能に相互に結合され、かつ前記検出カード（２）を埋設する内部の空洞を形成し、開いた状態では前記検出カード（２）を嵌め込みおよび取り出すことができる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１１】
前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、カード平面（Ｅ）に垂直な軸の周りで回転可能に相互に結合されており、開いた状態と閉じた稼働状態の間で互いに相対的に回転可能であり、これにより稼働状態では前記検出カード（２）が前記散乱体（３０）の全面的に閉じた空洞内に閉じ込められ、開いた状態では前記検出カード（２）を嵌め込みおよび取り出すことができる、請求項１０に記載の局所線量計（１）。
【請求項１２】
前記両方のフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）が、前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）のそれぞれにおいて、稼働状態において前記第１の検出素子が前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）の間の空洞内に埋設されているときに前記第１の検出素子（１２）がくる位置に固定されている、請求項１０または１１に記載の局所線量計（１）。
【請求項１３】
前記両方の半体（３２ａ、３２ｂ）が、稼働状態では、基本的にはスペクトル的に効果のない保護ケーシングによって取り囲まれている、請求項１０、１１、または１２に記載の局所線量計（１）。
【請求項１４】
前記保護ケーシングがプラスチックから成る、請求項１３に記載の局所線量計（１）。
【請求項１５】
前記散乱体（３０）が金属ハウジングには取り囲まれてない、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１６】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が、原子番号１２以上の材料から作製されている、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１７】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が厚さｄを有しており、前記厚さが、下記の式
【数１】
に従って計算され、式中、ＺＣｕは銅の原子番号であり、Ｚはフィルム材料の原子番号であり、ｄＣｕは１０μｍから１０００μｍの間である、請求項１６に記載の局所線量計（１）。
【請求項１８】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が金属フィルムである、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の局所線量計（１）。
【請求項１９】
前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ、６２ａ、６２ｂ）が銅フィルムである、請求項１８に記載の局所線量計（１）。
【請求項２０】
前記銅フィルムが１０μｍから１０００μｍの間の厚さｄを有する、請求項１９に記載の局所線量計（１）。
【請求項２１】
特に請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の局所線量計（１）によって、１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射（Ｐ）の周辺線量当量（Ｈ＊（１０））を測定するための方法であって、
放射に暴露された規定の場所に前記局所線量計（１）を準備し、その際、前記局所線量計（１）が、光子放射（Ｐ）のための散乱体（３０）と、前記散乱体（３０）の内部の、測定すべき光子放射（Ｐ）に対して同じ応答挙動を有する光子放射感受性検出素子（１２、１４）の少なくとも１つの第１のペア（１０）を備えた検出カード（２）とを具備しており、前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（１２）が、２つのフィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の間に位置決めされており、
ある程度の期間にわたって、少なくとも１０ｋｅＶ〜１０ＭｅＶのエネルギー範囲内の光子放射（Ｐ）により、前記規定の場所での前記局所線量計（１）を照射し、その際、前記第１の検出素子（１２）上に当たる光子放射（Ｐ）が、前記第１の検出素子（１２）の前方および後方に配置された前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）によってフィルタ処理され、
照射期間後に前記局所線量計（１）を読み取り、その際、前記第１および第２の検出素子（１２、１４）が別々に読み取られ、前記第１の検出素子（１２）上の放射線量に関する第１の測定値および前記第２の検出素子（１４）上の放射線量に関する第２の測定値が決定され、
前記第１および第２の測定値から、前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の厚さおよび材料に応じて予め定義された加重係数ｆ１、ｆ２を用いて加重和ΣＧＷを形成し、
前記加重和を周辺線量当量Ｈ＊（１０）に関する測定値として使用する、方法。
【請求項２２】
加重和ΣＧＷが下記の式に従って計算され、ΣＧＷ＝ｆ１・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋ｆ２・ＭＷＰＥ、式中、ＭＷＰＥ＋Ｃｕは第１の測定値であり、ＭＷＰＥは第２の測定値であり、ｆ１は第１の測定値のための加重係数であり、ｆ２は第２の測定値のための加重係数であり、ｆ１＋ｆ２＝１であり、加重係数ｆ１およびｆ２が前記フィルタフィルム（５２ａ、５２ｂ）の厚さおよび材料に依存する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記検出カード（２）が、測定すべき光子放射（Ｐ）に対して同じ応答挙動を有する光子放射感受性検出素子（２２、２４）の第２のペア（２０）を備えており、前記第２のペア（２０）の前記両方の検出素子のうち第１の検出素子（２２）が、２つのフィルタフィルム（６２ａ、６２ｂ）の間に位置決めされており、
照射期間後に前記局所線量計（１）を読み取り、その際、前記第１のペア（１０）の前記第１および第２の検出素子（１２、１４）ならびに前記第２のペア（２０）の前記第１および第２の検出素子（２２、２４）がそれぞれ別々に読み取られ、かつ第１の測定値が、前記第１および第２のペア（１０、２０）のそれぞれ前記第１の検出素子（１２、２２）の両方の測定値の平均を求めることによって形成され、第２の測定値が、前記第１および第２のペア（１０、２０）のそれぞれ前記第２の検出素子（１４、２４）の両方の測定値の平均を求めることによって形成され、
前記加重和が、第１および第２の平均化された測定値から形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
加重和ΣＧＷが下記の式に従って計算され、ΣＧＷ＝ｆ１・ＭＷＰＥ＋Ｃｕ＋ｆ２・ＭＷＰＥ、式中、ＭＷＰＥ＋Ｃｕは第１の平均化された測定値であり、ＭＷＰＥは第２の平均化された測定値であり、ｆ１は第１の平均化された測定値のための加重係数であり、ｆ２は第２の平均化された測定値のための加重係数であり、ｆ１＋ｆ２＝１であり、加重係数ｆ１およびｆ２が前記フィルタフィルムの厚さおよび材料に依存する、請求項２３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１１−５０３５９０（Ｐ２０１１−５０３５９０Ａ）
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３３４７８（Ｐ２０１０−５３３４７８）
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００９４１６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６２６３９
【国際公開日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【出願人】（５０８０２１６２４）ゲーエスイー ヘルムホルッツェントゥルム フュア シュヴェリオネンフォルシュンク ゲーエムベーハー (7)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００９４１６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６２６３９
【国際公開日】平成２１年５月２２日（２００９．５．２２）
【出願人】（５０８０２１６２４）ゲーエスイー ヘルムホルッツェントゥルム フュア シュヴェリオネンフォルシュンク ゲーエムベーハー (7)
【Ｆターム（参考）】
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