JP2010281647A - 放射化低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ容易にコンクリート躯体の放射化放射能量を低減できる放射化低減方法を提供すること。
【解決手段】放射化低減方法は、壁２２の表面に放射化低減パネル容器２３を設け、この放射化低減パネル容器２３に、放射化を低減する液体を収容する。放射化低減パネル容器２３に収容された液体が中性子を減衰・吸収するので、壁２２に到達する中性子フラックスを減少でき、壁２２の放射化放射能量を低減できる。よって、低コストかつ容易にコンクリート躯体の放射化放射能量を低減できる。また、放射化低減パネル容器２３に収容した液体が放射化しても、この放射化した液体を放射化低減パネル容器２３から排出するだけでよいので、廃棄作業が容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射化低減方法に関する。詳しくは、コンクリート躯体の放射化を低減する放射化低減方法に関する。

従来より、熱中性子、熱外中性子を用いたがん等による疾患に対する中性子捕捉療法（以下、ＢＮＣＴ：Ｂｏｒｏｎ Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｔｈｅｒａｐｙと呼ぶ）が行われている。
このＢＮＣＴの中性子発生源には、研究用原子炉が用いられている。しかしながら、実際に稼動している研究用原子炉は非常に少ないうえに、メンテナンスや点検による定期的な停止およびトラブル等による緊急停止の場合に長期間稼動が制限されることがあり、生命に係わる治療であるＢＮＣＴ治療の中断等が起こる可能性があり十分に実施できない、また、患者の需要に対して原子炉を増設するのに時間がかかる、という問題があった。

そこで、原子炉の代わりに小型でメンテナンスがしやすい加速器を中性子発生源として用い、ＢＮＣＴを実施することが研究・開発されている。しかし、加速器を用いたＢＮＣＴ施設では、運転に伴って多くの中性子フラックスが発生し、施設におけるコンクリート躯体の放射化放射能量が多くなり、施設の更新に伴う解体時等では大量の放射性廃棄物が発生する可能性がある。放射性廃棄物となったコンクリートの廃棄コストは、一般廃棄物に比べて極めて高価であることから、放射化放射能量を低減する手法が提案されている。

第１の手法としては、中性子の遮蔽のため吸収する元素（Ｂ）を多く含んだ化合物Ｂ４Ｃ等を使用し、かつコンクリート骨材に放射化断面積の大きい核種（Ｅｕ、Ｃｏ等）が少ない石灰石等を使用し、放射化放射能量の低減をかねた低放射化コンクリートが開発されている（特許文献１）。この場合、躯体の一部またはＰＣａコンクリートパネルとして設置する。
第２の手法としては、中性子の遮へい性能等から判断し、低放射化コンクリート層、ボロンを含有した低放射化コンクリート層、コンクリート層の３層構造を持つコンクリート壁の構造体が開発されている。この第２の手法によれば、高価なボロン含有低放射化コンクリート層のみの単一構造体と比較して、同等の性能を確保でき、制作費もそれより安価となる。この場合、躯体の一部またはＰＣａコンクリートパネルとして設置する。

特開２００８−１５７８０１号公報

しかしながら、上述の第１、第２の手法では、特殊な材料等を使用するため、以下のような点で手間、時間、コスト等がかかる。製造方法では、作業手順の増加および特殊な材料の均一性の確保に手間がかかる。設置方法では、重量物であるため、運搬に時間がかかり、取り付ける際にずれ等が生じる可能性が高い。調達・品質管理では、元素含有量を限定した特殊な骨材等を使用するため、手間がかかる。コストは、特殊な材料を使用するため、非常に高くなる。
また、第２の手法では、３層構造であるため、さらに手間、時間、コストがかかる。

本発明は、低コストかつ容易にコンクリート躯体の放射化放射能量を低減できる放射化低減方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の放射化低減方法は、コンクリート躯体の表面付近に容器を設け、当該容器に、放射化を低減する液体を収容することを特徴とする。

この発明によれば、容器に収容された液体が中性子を減衰・吸収するので、コンクリート躯体に到達する中性子フラックスを減少でき、コンクリート躯体の放射化放射能量を低減できる。よって、低コストかつ容易にコンクリート躯体の放射化放射能量を低減できる。
また、容器に収容した液体が放射化しても、この放射化した液体を容器から排出するだけでよいので、廃棄作業が容易である。

また、液体の放射化の程度に応じて廃棄方法を選択できるので、コストが低減できる。
また、液体を入れ替え交換するだけで放射化を低減できる効果を維持できるので、メンテナンスコストを低減できる。
また、設置においては、容器を取り付けた後に、この容器に液体を注入するだけでよいため、建物の完成後に容易に追加工事が可能であり、取り扱いやすい。

また、液体として水を用いることにより、液体の調達にかかる手間やコストを低減できる。
また、容器の大きさを適宜調整することで、コンクリート躯体表面の中性子フラックスを調整できる。例えば、コンクリート躯体を放射性廃棄物として取り扱う必要がない程度まで、コンクリート躯体の放射能レベルを低減できる。
液体の入った容器は、部品・什器として扱えるため、内装材として取り扱う必要がないので、設置が容易である。
容器の材料としてポリエチレン等の樹脂を用いることで、中性子フラックスの低減効果があり、低コストとなる。

請求項２に記載の放射化低減方法は、請求項１に記載の放射化低減方法において、前記液体にホウ素を含有させることを特徴とする。

この発明によれば、ホウ素を液体に含有させた。ホウ素は、熱中性子に対して吸収断面積が高いので、中性子吸収機能を向上できる。
また、ホウ素濃度を適宜調整することで、コンクリート躯体表面の中性子フラックスを調整できる。

本発明によれば、低コストかつ容易にコンクリート躯体の放射化放射能量を低減できる。

本発明の一実施形態に係る放射化低減方法が適用された建物の平面図である。 前記実施形態に係る建物に設置された放射化低減パネル容器の斜視図である。 本発明の実施例および比較例についてのコンクリート表面における放射化放射能量の計算結果を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る放射化低減方法が適用された建物１を示す平面図である。
建物１には、加速器室２および照射室３が設けられている。
加速器室２には、加速器２１が設置されている。この加速器２１から放射された陽子等の粒子は、形成装置２５に導入されて中性子となって、照射室３の患者Ａに照射される。
加速器室２および照射室３は、鉄筋コンクリート躯体である壁２２で囲まれており、この壁２２の表面には、放射化低減パネル容器２３が設置されている。なお、この放射化低減パネル容器２３を、建物１の床面や天井面に設置してもよい。
加速器室２の床には、排水口２４が設けられている。

図２は、放射化低減パネル容器２３の斜視図である。
放射化低減パネル容器２３は、容器としての箱状の容器２３１と、この容器２３１に収容された液体と、からなる。
容器２３１には、液体を注入するための注入口２３２と、液体を排出するための排出口２３３と、が設けられている。この容器２３１は、ポリエチレン等の樹脂で形成され、取り付け箇所の放射線強度に応じて、厚み、大きさ、液体量が調整されている。
また、容器２３１に収容される液体は、ホウ酸を含有させた水である。

以上の放射化低減パネル容器２３は、以下の手順で組み立てられる。
まず、建物１を建設し、建物１の内部に容器２３１を設置する。ここで、容器２３１を予め工場で完成させ、この完成した容器２３１を建物１まで運搬してもよいし、容器２３１を複数の部品に分割し、建物１の内部でこの部品を組み立ててもよい。
容器２３１の設置後、この容器２３１に液体を注入する。液体に含まれるホウ酸は、液体の注入前に混入してもよいし、液体の注入後に混入してもよい。

液体の交換時には、液体の放射能を測定して、放射性廃棄物でないと判定されない場合には、そのまま排水口２４から排水する。一方、放射性廃棄物であると判定された場合には、排水口２４を通して排水棟等に貯留させた後、時間減衰、希釈して濃度を低下させて、排水する。

［実施例および比較例］
以下、実施例および比較例について説明する。
実施例１として、コンクリート表面に５０ｃｍの厚みの放射化低減パネル容器を設け、このパネル容器に純水を注入した。
実施例２として、コンクリート表面に５０ｃｍの厚みの放射化低減パネル容器を設け、このパネル容器にホウ酸５％（ホウ素１％）を含有した水を注入した。
比較例として、放射化低減パネル容器を設けなかった。

以上の実施例および比較例について、コンクリート表面における放射化放射能量を一次元計算手法で算出した。その結果を図３に示す。
図３中、縦軸は、比較例でのコンクリート表面での放射化放射能量を１とした相対値である。

図３に示すように、実施例１では、比較例に比べて放射化放射能量が約１桁減少している。また、実施例２は、実施例１に比べて、さらに約６割減少していることが判る。よって、放射化低減パネル容器により中性子が減衰・吸収され、表面の放射化放射能量が減少する、と言える。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）容器２３１に収容された液体が中性子を減衰・吸収するので、壁２２に到達する中性子フラックスを減少でき、壁２２の放射化放射能量を低減できる。よって、低コストかつ容易にコンクリート躯体の放射化放射能量を低減できる。
また、容器２３１に収容した液体が放射化しても、この放射化した液体を容器２３１から排出するだけでよいので、廃棄作業が容易である。

また、液体の放射化の程度に応じて廃棄方法を選択できるので、コストが低減できる。
また、液体を入れ替え交換するだけで放射化を低減できる効果を維持できるので、メンテナンスコストを低減できる。
また、設置においては、容器２３１を取り付けた後に、この容器２３１に液体を注入するだけでよいため、建物１の完成後に容易に追加工事が可能であり、取り扱いやすい。

また、液体として水を用いたので、液体の調達にかかる手間やコストを低減できる。
また、容器２３１の大きさを適宜調整したので、壁２２表面の中性子フラックスを調整できる。
液体の入った容器２３１は、部品・什器として扱えるため、内装材として取り扱う必要がないので、設置が容易である。
容器２３１の材料としてポリエチレン等の樹脂を用いることで、中性子フラックスの低減効果があり、低コストとなる。

（２）ホウ素を液体に含有させた。ホウ素は、熱中性子に対して吸収断面積が高いので、中性子吸収機能を向上できる。
また、ホウ素濃度を適宜調整することで、壁２２表面の中性子フラックスを調整できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

Ａ 患者
１ 建物
２ 加速器室
３ 照射室
２１ 加速器
２２ 壁（コンクリート躯体）
２３ 放射化低減パネル容器
２４ 排水口
２５ 形成装置
２３１ 容器
２３２ 注入口
２３３ 排出口

Claims (2)

1. コンクリート躯体の表面付近に容器を設け、
   当該容器に、放射化を低減する液体を収容することを特徴とする放射化低減方法。
2. 請求項１に記載の放射化低減方法において、
   前記液体にホウ素を含有させることを特徴とする放射化低減方法。

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