JP2010145127A - 放射線遮蔽体 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板鉄板を数十枚積み重ね合わせて形成された鉄板ブロックの単位ユニットを順次繋ぎ合せ、接合させることを特徴とする放射線遮蔽体であって、短納期で精度良く又より安価な遮蔽体を構築する。
【解決手段】単位ユニットを順次繋ぎ合せ、接合させる為に、単位ユニットを構成する薄板鉄板３１の端面を斜面に精密切断し、薄板鉄板３１を積層すると端面が櫛刃になり、その単位ユニットの櫛刃同士を接合させ遮蔽体を形成する。これにより接合部分よりの隙間から放射線の漏洩が減衰し遮蔽効果が得られ、放射線遮蔽性能に優れた構造体を実現できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、原子力関連施設や医療用放射線治療など放射線発生装置取扱施設内に設けられ、
放射線の外部への漏洩を防止する為の放射線遮蔽体に関するものである。

従来、放射線発生装置取扱施設では、放射線遮蔽室の遮蔽体に重ね合わせた鉄板を使用していたが、接合部より放射線の漏れを防ぐ為に鉄板の面積を出来る限り大きく取っていた。この為に放射線遮蔽室毎に特殊な鉄板寸法となり、このため材料取りのロスが多く発生し、特注品で鉄板価格が高くなり又製作期間が長くなる課題があった。

放射線遮蔽体の構造で、定尺の薄板鉄板を重ねて単位ユニットを構成し遮蔽体を構成させる構造物は無く、特許文献１に開示されているように、スラブ材製のブロックを複数段積み上げてその上に鋼板を搭載して単位ユニット化しているが、隣接する単位ユニットとの隙間にはモルタルやコンクリートなどの充填材を充填し接合させている。

又、特許文献２に開示されているように、相対向する鋼板の間に線材若しくは波形線材を混入されたコンクリートを打設されてユニット化されているものもある。

特開２００５−２４１５２３号公報

特開２００４−３１７２４２号公報

上記放射線遮蔽体、特に鉄製の遮蔽体は、放射線の漏洩を避けるために一体的に形成することが望ましいが、医療用放射線治療等の放射線施設は部屋自体が大きく、鉄板の寸法が非常に大きくなる為、一体的に形成することは実質的には無理である。

その為、従来は図１（直線加速装置（平面図））に示すアイソセンターより照射される放射線の照射範囲の角度θに入る照射範囲とその周辺には、通常鉄板の継ぎ目、隙間などが生じないように鉄板の寸法を出来る限り幅広に取っている。

その為に、鉄板寸法は放射線施設ごとにまちまちであり、又、圧延鉄板も定格より大きくなり特注品として取り扱われ、鋼板メーカーも所定の圧延鉄板より特注寸法に裁断する為に材料ロスが多く発生し単価の高い材料を使用している。

又、板厚については、放射線遮蔽を遮断する為に直線加速装置の出力により板厚寸法は変わるが、数十枚の鉄板を重ねて所定の板厚を確保している。

その為に、重ねた板厚間に隙間が生じるとその間を放射線が反射し、何処かの隙間より外部へ漏洩しかねないので出来る限り平坦な鉄板を要求されるので、１枚の板厚の厚くし重ね枚数を少なくしている。この為に幅広で厚みに反りが少ない鉄板を鋼板メーカーとしても確保することが要求されるので、より精度の高い鋼板を準備する為、単価の高い材料を使用することになる。

又、鉄板の寸法が大きければ大きい程、板厚も厚ければ厚い程良いが、運送トラック、吊り上げ重量などにも制限があり、適切な鉄板の寸法、板厚で遮蔽体の建設を行う為に建設コストが高額なものになるという問題がある。

その上に、建設は現地にて大型の製品を現物合せする方法であり、事前に組み合わせが出来ずトラブルが生じても大型な製品の為処置に時間を要し、これにより工期が長引き建設コストを押し上げる要因にもなっている。

そこで本発明者は、寸法・板厚が規格品である薄板鉄板が廉価であり、又、短納期であることに着眼して、その鉄板の端面を斜面に加工・接合して放射線を遮断する方法及び薄板鉄板を重ね合わせる方法を考案し、しかもその鉄板を数十枚積み重ね合わせブロック化する為に結合する方法を考案することにより放射線遮蔽体を構成し、廉価で事前に準備することにより工期短縮、更に運送コスト、建設コストの削減に着目して本発明に至った。

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは規格品である鉄板の端面を斜面に加工したもの又は加工しないものを、その端面同士を重ね合わせ・組み合わせてブロック化して放射線を遮蔽する構築物を実現することを目的としている。

上記の目的を達成する為に、本発明は、次のように構成されている。

請求項１に記載の発明は、放射線が外部へ漏洩するのを防止する為の遮蔽体であって、薄板鉄板を斜面に加工し、その薄板鉄板を数十枚積み重ね合わせ形成された鉄板ブロックを単位ユニットとし、それぞれの単位ユニットを端面同士で順次繋ぎ合せ、接合させることを特徴とする放射線遮蔽体である。

請求項２に記載の発明は、前記の鉄板ブロックを構成している個々の薄板鉄板の端面は斜面に加工仕上げてあり、繋ぎ合わす時は斜面同士を合わせ接合し接合部分が同じ位置にくるようにして順次積み重ねて構成する単位ユニットである請求項１記載の放射線遮蔽体である。

請求項３に記載の発明は、前記の鉄板ブロックを構成している個々薄板鉄板の端面は斜面に加工仕上げてあり、繋ぎ合わす時は斜面同士接合するが、接合部分の位置は一枚毎に千鳥に設定し、順次積み重ねて構成する単位ユニットである請求項１記載の放射線遮蔽体である。

請求項４に記載の発明は、前記の鉄板ブロックを構成している個々の薄板鉄板の端面は斜面加工しないでストレートのままで数枚積み重ね鉄板ブロックを造り、その鉄板ブロック同士を数ミリ隙間を開けて接合し、次に積み重ねる鉄板ブロック同士の隙間が同じ位置に来ないようにして順次鉄板ブロックを積み重ねて構成する単位ユニットである請求項１記載の放射線遮蔽体である。

請求項５に記載の発明は、前記の薄板鉄板を数十枚積み重ね合せ結束するのに、一定位置に貫通するボルト穴を明け、皿付きボルト２５で締め付け単位ユニットとしてユニット化したことを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽体である。

請求項６に記載の発明は、前記の薄板鉄板を数十枚積み重ね合わせ結束するのに、一定位置に貫通するノック穴を明け、その両面に溶接代の皿モミをしノックピンを差し込んで溶接し、単位ユニットとしてユニット化したを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽体である。

請求項７に記載の発明は、前記の薄板鉄板の寸法は、市販されている定尺板を有効活用することでユニット化したことを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽体である。

上記のように、本発明の放射線遮蔽体は、放射線が外部へ漏洩するのを防止する為の遮蔽体であって、市販の薄板鉄板を活用して、薄板鉄板の端面を斜面加工又はストレートのままで重ね合わせ方法を変え、数十枚積み重ね合わせて形成された鉄板ブロックを接合して単位ユニットとし、その単位ユニットを順次繋ぎ合せ接合することで放射線の漏洩を未然に防止することができる。

その上、本発明の放射線遮蔽体は、鉄板ブロック同士又は単位ユニット同士を接合する際に接合部の隙間が数ミリ取れるので施工工事を容易にすると共に、その接合部を外部より計算された補助遮蔽体を取付することが出来るので従来より比較的短期間に精度良く、又より安価に遮蔽体を建設することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

尚、この実施形態では、放射線治療室に設けた放射線遮蔽体について説明するが、本発明は、これに限らず、放射線研究施設や実験室などの放射線関連施設全般に適用することができる。

図２は、本発明の実施形態の放射線遮蔽構造１０を示す平面図とＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ立面図である。放射線遮蔽構造１０は、図３に示す薄板鉄板を数十枚積み重ね合わせて形成された鉄板ブロックを数ブロックを接合し単位ユニット２０として構成されている。この単位ユニット２０は、図３のＤ部又はＥ部に示すように鉄板ブロック同士又単位ユニット同士を重ね合わせる部分を持っている。

この重ね合わせ方法には、請求項２である図４に示す櫛刃状のものと請求項３である図５に示すように千鳥に櫛刃状のものと請求項４である図６に示す鉄板ブロックを数枚毎に段違いにしたものがある。

前記の図４における櫛刃状に重ね合わせる方法であるが、薄板鉄板の端面が斜面に加工仕上げられた薄板鉄板３１と薄板鉄板３２を図４に示すＥ部拡大図のように薄板鉄板３１−１と薄板鉄板３２−１の斜面同士を合わせ、次に薄板鉄板３１−２と薄板鉄板３２−２を合わせ位置が同じ位置になるように合わせていく方法で、これを数十枚（枚数は直線加速装置の出力により決定される）順次重ねて図３の如く薄板鉄板ブロックを形成する。この時、繋ぎ合わせ目に隙間３３が生じるが、端面を斜面にしているために重ね合わせた次の鉄板が隙間を遮蔽している為放射線が減衰され、更に数十枚重ね合わせれば大半に減衰効果が得られる。但し、放射線を全く遮蔽するために、図４に示す補助遮蔽体３４を取り付けるが、その厚みは薄板鉄板の厚みの数枚程度で放射線の漏洩を完全に遮蔽することができる。

次に、前記の図５における千鳥に櫛刃状に重ね合わせる方法であるが、薄板鉄板の端面が斜面に加工仕上げられた薄板鉄板４１と薄板鉄板４２を図に示すように薄板鉄板４１−１と薄板鉄板４２−１の斜面同士を合わせる。次に同様に薄板鉄板４１−２と薄板鉄板４２−２と合わせるが、合わせ目は前の合わせ目とは離れた位置で設定し、同様に次の合わせ目は図５のように千鳥に設定していく。その断面は、千鳥に櫛刃状になっているが、薄板鉄板との繋ぎ合わせ目には隙間４３が発生するが、次の薄板鉄板４２−２で遮蔽し、放射線は減衰される。次の薄板鉄板の合わせ目は離れているために、前の隙間よりの放射線の影響は少なくなる。このように隙間を千鳥上に設定し数十枚重ね合わせれば大半に減衰効果が得られる。但し、放射線を全く遮蔽する為には、図５に示す補助遮蔽体４４を取り付けるが、その厚みは薄板鉄板の厚みの数枚程度で放射線の漏洩を完全に遮蔽することができる。

次に、前記の図６における段違いの組み合わせ方法であるが、薄板鉄板の端面は加工しないでストレートのままで図６の５１のように数枚重ねて鉄板ブック５１を形成し、同様に図６の鉄板ブロック５２を形成し、数ミリ開けて接合する。同様に次の鉄板ブロック５１−１と鉄板ブロック５２−２を接合するが、その合わせ目は段違いになる様に設定し、順次同様に設定していく。このように重ね合わせていくと、１つの鉄板ブロックの隙間分の厚みの欠損の厚みだけ補助することで放射線の漏洩を完全に遮蔽することができる。

次に、鉄板ブロック及び単位ユニットを結束する方法には、請求項５である図７に示す結束ボルト方式のものと請求項６である図８に示すノックピン方式のものがある。

単位ユニット２０及び鉄板ブロック２１で、図３に示すように数十枚重ねた薄板鉄板を結束する為に、図７で示すように一定位置に貫通するボルト穴を明け、結束ボルト６１（皿ボルト使用）とナット６２とで両面より締め付けて結束するが、結束ボルト６１とボルト穴との間に隙間が発生する。この結束ボルト６１のボルト頭形状を皿付きにすることで、又、薄板鉄板を数十枚重ねることで隙間よりの放射線は大半減衰されるが、完全に放射線を遮蔽するために、ナット６２側にその隙間による板厚の欠損厚みを補助する為に、補助遮蔽体６３を数枚取り付けることにより放射線を完全に遮蔽することができる。

この工法は、予め補助遮蔽体６３を設計時点できめることが出来、又、遮蔽体設置時に外部より板厚の欠損厚みの補助を容易に取り付けることができる。

次に、単位ユニット２０及び鉄板ブロック２１で、図３に示すように数十枚重ねた薄板鉄板を結束する為に、一定位置に貫通するノックピン穴を明け、その単位ユニット又は鉄板ブロクの両面には溶接代７２の座グリをし、ノックピン７１を挿入してから溶接でノックピン７１と薄板鉄板を固定する。この時のノックピンとノック穴の勘合はほぼゼロに近いが、放射線が完全に減衰していないので、そのノック穴の周辺に外面より補助遮蔽体７３を数枚補助することで容易に放射線漏洩の対処が可能となる。

前記のように、市販されている定尺板の薄板鉄板を用いてその重ね合わせ方法と結束する方法を放射線遮蔽に適切に適用することで、容易に放射線漏洩を対処出来る単位ユニットを構築し、より安価で、工期短縮出来る特長ある放射線遮蔽体を建設することができる。

直線加速装置と遮蔽体との位置関連図である。 本発明に係る放射線遮蔽体の平面図、A-A断面図、B-B立面図である。 図２に使用する薄板鉄板を積層した単位ユニット２０の正面図、平面図、側面図である。 図３の単位ユニット２０の鉄板ブロックの重ね合わせ（櫛刃状）のＥ部拡大図である。 図３の単位ユニット２０の鉄板ブロックの重ね合わせ（千鳥の櫛刃状）のＤ部拡大図で ある。 図３の単位ユニット２０の鉄板ブロックの重ね合わせ（段違い）の拡大図である。 鉄板ブロック又は単位ユニット２０同士を積み重ねた時の接合部分（ボルト方式）の拡 大図である。 鉄板ブロック又は単位ユニット２０同士を積み重ねた時の接合部分（ノックピン方式） の拡大図である。

符号の説明

θ 照射範囲の角度
10 放射線遮蔽構造
20 単位ユニット
21-1 鉄板ブロック
21-2 鉄板ブロック
25 千鳥の櫛刃状
31 薄板鉄板
31-1 薄板鉄板
31-2 薄板鉄板
32 薄板鉄板
32-1 薄板鉄板
32-2 薄板鉄板
33 隙間
34 補助遮蔽体
41 薄板鉄板
41-1 薄板鉄板
41-2 薄板鉄板
42 薄板鉄板
42-1 薄板鉄板
42-2 薄板鉄板
43 隙間
44 補助遮蔽体
51 鉄板ブロック
51-1 鉄板ブロック
52 鉄板ブロック
52-1 鉄板ブロック
53 隙間
54 補助遮蔽体
61 結束ボルト
62 ナット
63 補助遮蔽体
71 ノックピン
・ 溶接代
・ 補助遮蔽体

Claims (7)

1. 放射線が外部へ漏洩するのを防止する為の遮蔽体であって、定尺の薄板鉄板を1枚毎の各端面を斜面に仕上げ、数十枚積み重ね合わせて形成された鉄板ブロックと同様の鉄板ブロックを接合させたものを単位ユニットとし、その単位ユニットを順次繋ぎ合わせ、接合させ遮蔽体を構造することを特徴とする放射線遮蔽体。
2. 前記の鉄板ブロック同士、又は単位ユニット同士の接合方法として、薄板鉄板の端面の斜面の位置を同じ位置に合わせ積み重ねると、その端面の形状は櫛刃状になるが、櫛刃状の斜面同士を突合せ接合し、隙間による厚みの欠損部分は外面より数枚の補助板で補充できる単位ユニットである請求項１記載の放射線遮蔽体。
3. 前記の鉄板ブロック同士、又は単位ユニット同士の接合方法として、薄板鉄板の端面の位置を一枚毎に千鳥に設定・順次積み重ねて接合し、隙間による厚みの欠損部分は請求項２より更に少ない枚数の補助板を外面より補充できる単位ユニットである請求項１記載の放射線遮蔽体。
4. 前記の鉄板ブロック同士、又単位ユニット同士の接合方法として、薄板鉄板の端面を斜面加工しないでストレートのままで使用した場合、薄板鉄板を数枚積み重ね鉄板ブロックを作るが、その鉄板ブロック同士を数ミリ隙間を開けて接合し、次に積み重ねる鉄板ブロック同士の隙間が同じ位置に来ないようにして順次鉄板ブロックを積み重ね単位ユニットを構築するが、その隙間による厚みの欠損部分は外面より数枚の補助板で補充できる単位ユニットである請求項１記載の放射線遮蔽体。
5. 前記の薄板鉄板を数十枚積み重ね合わせ結束する方法として、、一定位置に貫通するボルト穴を明け皿付きボルトで締め付け単位ユニットとするが、この時ボルトとボルト穴との隙間による厚みの欠損部分は外面より数枚の補助板で補充できる単位ユニット化である請求項１記載の放射線遮蔽体。
6. 前記の薄板鉄板を数十枚積み重ね合わせ結束する方法として、一定位置に貫通するノック穴を明け、その両面に溶接代の皿モミをしノックピンを差込み、ノックピンと薄板鉄板を溶接して止めノックピンとノック穴の隙間による厚みの欠損部分は外面より請求項５より更に少ない数枚の補助板で補充できるユニット化である請求項１記載の放射線遮蔽体。
7. 前記の薄板鉄板の寸法は、市販されている定尺板を有効活用することでユニット化したことを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽体。