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蛍光ガラス線量計用ガラス及びそれを備えた蛍光ガラス線量計 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P180015128
整理番号 内0532,S2018-0088-N0
掲載日 2018年6月28日
出願番号 特願2017-212128
公開番号 特開2019-086305
出願日 平成29年11月1日(2017.11.1)
公開日 令和元年6月6日(2019.6.6)
発明者
  • 角野 広平
  • 橋川 凌
  • 藤井 康浩
  • 若杉 隆
  • 岡田 有史
  • 木野村 淳
  • 齊藤 毅
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 蛍光ガラス線量計用ガラス及びそれを備えた蛍光ガラス線量計 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】耐水性を含めた耐久性に優れており、且つ、コストメリットの高い賦活剤を用いた蛍光ガラス線量計用ガラス、並びに、当該ガラスを用いた蛍光ガラス線量計を提供する。
【解決手段】ケイ酸塩ガラスをガラス母体とし、当該ガラス母体に銅がドープされている銅ドープケイ酸塩ガラスからなることを特徴とする蛍光ガラス線量計用ガラス。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要

放射線作業従事者などが放射線被曝量の測定に用いる個人被曝線量計としては、現在、蛍光ガラス線量計(いわゆるガラスバッジ)が一般に用いられている。また、蛍光ガラス線量計用ガラス(検出子)としては、銀を賦活剤(発光中心)として用いた銀ドープリン酸塩ガラスが主に用いられており、例えば、非特許文献1には、銀ドープリン酸塩ガラスのラジオフォトルミネッセンス(Radio photoluminescence,以下「RPL」ともいう)の研究成果について詳細な報告がなされている。

RPLの概要は次の通りである。例えば、銀ドープリン酸塩ガラスに放射線が照射されるとガラス中に正孔と電子が発生する。正孔と電子は、それぞれガラス中にドープされたAgイオンに捕獲され、正孔を捕獲したAgはAg2+に変化し、電子を捕獲したAgはAgに変化する。そして、Ag2+とAgは共に紫外線を照射すると可視光の発光を示す。なお、Agは紫外線を照射すると紫外光を発光するが、可視光の発光は示さない。このような、放射線照射(被曝)により誘起される発光はRPLと称される。

銀を賦活剤としたRPLの発光強度は、ガラス中のAg2+,Agの量に比例し、当該Ag2+,Agの量は照射された放射線量に比例するため、発光強度を測定することによりガラスに照射された放射線量(すなわち被曝量)を計測することができる。また、正孔や電子を捕獲して生成したAg2+,Agは安定で経時変化が殆どないため、発光強度の測定は何度でも行うことができる。更に、被曝した蛍光ガラスは、熱処理により被曝前の状態に戻るため、原理的には、蛍光ガラス線量計は繰り返し用いることができる。

蛍光ガラス線量計用ガラスについては、銀ドープリン酸塩ガラスが開発されて以降は、基本的にこの銀ドープリン酸塩ガラスの改良に留まっており、ガラス母体又は賦活剤の種類を変えた新規な材料の研究は殆ど進められていなかったが、近年ようやくガラス母体や賦活剤の種類を変えた研究が進められつつある。

なお、本願に関連する他の先行技術文献としては、次のものが挙げられる。

特許文献1には、ガラス母体を改良した発明として、「メタりん酸ナトリウムとメタりん酸カルシウムで構成されるNa-Caガラスに、銀が添加されていることを特徴とする蛍光ガラス線量計用ガラス。」が開示されている(請求項1)。

特許文献2には、ガラス母体の水分量を調整した発明として、「銀イオンを含有するリン酸塩ガラス(銀活性リン酸塩ガラス)からなり、β-OH値が0.05~0.15mm-1であることを特徴とする蛍光ガラス線量計用ガラス。」が開示されている(請求項1)。

また、非特許文献2には、賦活剤を銅に変更した銅ドープリン酸塩ガラスのRPL特性について報告されている。具体的には、ガラス母体であるリン酸塩ガラス100モル%に対して外割で銅を0.13モル%(酸化物換算)含有する場合について報告されている。

産業上の利用分野

本発明は、放射線被曝量の測定に有用な、蛍光ガラス線量計用ガラス及びそれを備えた蛍光ガラス線量計に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ケイ酸塩ガラスをガラス母体とし、当該ガラス母体に銅がドープされている銅ドープケイ酸塩ガラスからなることを特徴とする蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項2】
前記ガラス母体は、酸化物表示でSiOと、LiO,NaO,KO,RbO,CsO,BeO,MgO,CaO,SrO及びBaOからなる群から選択される少なくとも一種の金属酸化物とを含有する、請求項1に記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項3】
前記ケイ酸塩ガラスがホウケイ酸塩ガラスである、請求項1に記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項4】
前記ガラス母体は、酸化物表示でBと、SiOと、LiO,NaO,KO,RbO,CsO,BeO,MgO,CaO,SrO及びBaOからなる群から選択される少なくとも一種の金属酸化物とを含有する、請求項3に記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項5】
前記ケイ酸塩ガラスがアルミノホウケイ酸塩ガラスである、請求項1に記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項6】
前記ガラス母体は、酸化物表示でAlと、Bと、SiOと、LiO,NaO,KO,RbO,CsO,BeO,MgO,CaO,SrO及びBaOからなる群から選択される少なくとも一種の金属酸化物とを含有する、請求項5に記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項7】
銅以外の金属であって前記ガラス母体中で複数の酸化数で存在し得る金属が更にドープされている、請求項1~6のいずれかに記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項8】
前記ガラス母体中で複数の酸化数で存在し得る金属が銀である、請求項7に記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項9】
前記ガラス母体100モル%に対する前記銅のドープ量は、外割且つ金属銅換算で0.005モル%以下である、請求項1~8のいずれかに記載の蛍光ガラス線量計用ガラス。

【請求項10】
請求項1~9のいずれかに記載の蛍光ガラス線量計用ガラスを備えることを特徴とする蛍光ガラス線量計。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
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