1cm線量当量率定数に関する問題

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

一昨日、昨日とフルエンス率を計算する問題、フルエンス率から空気の吸収線量率を計算する問題を解きました。さらに、今日はその続きを一緒に考えましょう。

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問

(1) 1MBqの¹⁹²Ir線源から1mの距離のγ線フルエンス率[m^-2･h^-1]は1時間当たりいくらになるか。ただし、¹⁹²Irのγ線放出率を200%とする。

(2) このときの空気の吸収線量率[Gy･h^-1]は1時間当たりいくらになるか。ただし、¹⁹²Ir線源から放出されるγ線の平均エネルギーを0.4MeV、平均の質量エネルギー吸収係数を3.0×10^-3 [m²･kg^-1]、1eVを1.6×10^-19[J]とする。

(3) 平均エネルギーを0.4MeVのγ線での1cm線量当量率定数[Sv･m²･MBq^-1･h^-1]はいくらになるか。ただし、0.4MeVのγ線での1cm線量当量は、空気吸収線量が1Gyのとき、1.26Svであるとする。

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(1)及び(2)は昨日までの問題です。今日は(3)の問題を解いてみましょう。

まず、用語のおさらいです。

1cm線量当量とは、外部被ばくによる実効線量を簡単に評価するために被ばくの管理基準となる量で、ICRU（国際放射線単位測定委員会）が定めた物理量です。人体組成を模擬した元素組成値をもつ直径30cmの球体（ICRU球）を放射線場に置き、その球表面から1cmの深さの点での線量の値を言います。X線やγ線に被ばくした場合、被ばく線量が最も高くなる人体表面ではなく人体組織のある深さであり、1cmの深さの被ばく線量を評価の基準とすれば常に実効線量より高い値となり、安全上余裕をもって被ばく管理を行うことができます。放射線管理用の多くのサーベイメータはこの量を表示するように設計されています。

昨日解いたように、(2)の問題から1時間当たりの空気の吸収線量率は1.1×10^-7[Gy･h^-1]であることが分かりました。問題文には「0.4MeVのγ線での1cm線量当量は、空気吸収線量が1Gyのとき、1.26Svであるとする」と書かれてありますので、1.1×10^-7[Gy･h^-1]の空気線量率の場合の1cm線量当量率は、

　

となります。この計算式で1.26の単位を[Sv･Gy^-1]としているのは空気吸収線量が1Gyのとき1.26Svとなるからです。

線量率定数[Sv･m²･MBq^-1･h^-1]を使用して線量当量率[Sv･h^-1]を求めるためには重要な公式があります。この公式は必ず必ず暗記しなくてはなりません。

放射能Q[MBq]の線源からr[m]離れた位置での線量率E[μSv･h^-1]

　　　Γ_E：線量率定数[μSv･m²･MBq^-1･h^-1]

本問題で問われている1cm線量当量率定数 Γ_E[Sv･m²･MBq^-1･h^-1]はこの公式を利用して求めます。上の公式では線量率、線量率定数ともに[μSv]になっていますが、これらを両者とも[Sv]に置き換えて、公式中のQ[MBq]に¹⁹²Ir線源の放射能1[MBq]、r[m]に¹⁹²Ir線源からの距離1[m]の値を代入して、

　

よって、　

　

と計算することができます。これが正答になります。

この問題も昨日の吸収線量率と同様、単位を考えれば計算式を推測できます。

線量率[Sv･h^-1]から線量率定数[μSv･m²･MBq^-1･h^-1]を求めるためには、線量率[Sv･h^-1]に距離[m]の2乗を掛け、放射能[MBq]で割ればよいことが単位から分かります。

放射線取扱主任者試験の計算問題は必ず単位が問題文に明記されていますので、計算式に迷ったら単位から考えてみると計算式が分かります。

放射線取扱主任者試験で過去に出題された1cm線量当量に関する問題は、また次回掲載したいと思います。

線量率定数[Sv･m²･MBq^-1･h^-1]を使用して線量率[Sv･h^-1]を求める問題も後日掲載致しますので一緒に考えましょう。