OSL線量計の環境モニタリングへの適用に向けた特性改善と性能評価

Development and performance test of the OSL dosimetry system for environmental monitoring

吉富 寛   ; 二川 和郎

Yoshitomi, Hiroshi; Futagawa, Kazuo

原子力施設周辺の環境モニタリングにおいては、熱ルミネセンス線量計や蛍光ガラス線量計といった受動形線量計を用いた積算線量計測も行われている。受動形線量計の一種である光刺激ルミネセンス(OSL)線量計は、個人線量モニタリング用途として広く利用され、信頼性の高い測定が行われているものの、環境モニタリング用線量計としては活用されていない。OSL線量計を環境モニタリングに転用できれば、リーダや線量計といった既存の資源を活用することで、安価で信頼性の高い積算線量計測が実施できる可能性がある。酸化アルミニウム(-AlO:C)を用いたOSL線量計の環境モニタリングへの適用に際しての課題としては、(1)OSL線量計の信号量から空気吸収線量を評価するための線量評価アルゴリズムが整備されていないこと、(2)環境モニタリング用積算線量計測装置が有すべき性能が規定されているJISZ4346:2017への適合性が評価されていないこと、が挙げられる。そこで、本研究では、モンテカルロ計算により線量評価アルゴリズムを開発するとともに、開発した線量評価アルゴリズムを用いてJISZ4346:2017に基づく試験を実施し、適合性を評価した。その結果、OSL線量計測装置はJISZ4346:2017で規定される性能を有することが確認できた。有効測定範囲は0.1mGy1Gy、定格エネルギー範囲は30keV1.25MeV、定格入射角度範囲は060、定格温度範囲は-20C40C、定格湿度範囲は10%90%である。これらはJISZ4346:2017で規定される最小定格範囲を満たしており、開発したOSL線量計を用いた線量評価システムを用いた線量計測装置は、環境モニタリングに必要な性能を十分に有していることを確認することができた。

In environmental radiation monitoring around nuclear facilities, dose measurements have been implemented by passive dosimetry systems using thermoluminescence dosimeters or radiophotoluminescence dosimeters. Optically stimulated luminescence (OSL) dosimeter, hereinafter called OSLD, is one of the commonly used passive dosimeter for personal dose monitoring and provides highly reliable measurements. However, it has not been utilized for environmental dose monitoring purposes. The OSLD will be a promising dosimeter, which make it possible to conduct cost-effective and reliable environmental dose measurements by utilizing existing resources, such as readers and dosimeters. When considering the application of the OSLD using aluminum oxide (-AlO:C) for environmental dose monitoring, the following problems should be solved: (1) the lack of a dose calculation algorithm to evaluate air-absorbed dose from OSL signals, and (2) the conformity with JIS Z 4346:2017, which specifies the required performance of passive dosimeters for environmental monitoring, has not been evaluated. Therefore, in this study, a dose calculation algorithm was developed using Monte Carlo simulations, and tests based on JIS Z 4346:2017 were conducted. As a result, it was confirmed that the OSLD meets the performance criteria mentioned in JIS Z 4346:2017. The effective measurement range is from 0.1 mGy to 1 Gy, the range of energy and angle of incidence are from 30 keV to 1.25 MeV and from 0 to 60, the temperature and humidity range are from -20C to 40C and from 10% to 90%, which are adequate for environmental dose monitoring.