JP2012144435A - Radiation-shielding glass, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線遮蔽ガラス及びその製造方法に係り、特に放射線遮蔽ガラスに有効な特性を持たせると共に、放射線遮蔽ガラスを要請に応じた用途に適正に使用可能とするための技術に関する。 The present invention relates to a radiation shielding glass and a method for producing the same, and more particularly to a technique for imparting effective properties to a radiation shielding glass and enabling the radiation shielding glass to be used appropriately for a requested use.
一般に、医療機関等の放射線を取り扱う施設の壁には、放射線を遮蔽するために金属鉛や鉄あるいはコンクリートが用いられているが、その場合に機器操作室や検査室等がコンクリートなどで仕切られる構造であると、室内に窓を取付ける必要がある。また、被検体に放射線を発生する薬剤等を注射あるいは吸入して検査を行う場合には、医師または検査技師もしくは看護師等が、例えば被検体の顔色や脈拍を確認する等のように被検体をその近傍で態様観察するに際して、放射線を体全体に直接受けないようにするための防護衝立が必要となる。 Generally, metallic lead, iron, or concrete is used on the walls of facilities that handle radiation, such as medical institutions, in order to shield the radiation. In that case, the equipment operation room, examination room, etc. are partitioned by concrete, etc. If it is a structure, it is necessary to install windows in the room. In addition, when an examination is performed by injecting or inhaling a drug or the like that generates radiation into the subject, the doctor, laboratory technician, nurse, or the like, for example, confirms the subject's complexion or pulse. When observing an aspect in the vicinity, a protective screen is required to prevent radiation directly from being received by the entire body.
これらの窓や防護衝立に要求される特性としては、放射線を遮断して人体に対する安全性を確保するために、放射線源からの放射線を遮蔽する能力、いわゆる放射線遮蔽能力が必要となる。しかも、被検体の存在を的確に視認できなければ、種々の弊害を招くことになり、特に医療分野においては、被検体の検査結果に悪影響を及ぼし得ることから、これらの窓や防護擁立には、視認性が必要となる。 As a characteristic required for these windows and protective screens, the ability to shield radiation from a radiation source, so-called radiation shielding ability, is necessary in order to block radiation and ensure safety to the human body. Moreover, if the presence of the subject cannot be accurately recognized, it will cause various harmful effects, and particularly in the medical field, it may adversely affect the test result of the subject. , Visibility is required.
一方、近年の医療分野においては、癌細胞を早期に発見できるＰＥＴ（ポジトロンエミッショントモグラフィー）検査の実施が推進されるに至っている。詳述すると、下記の非特許文献１によれば、ＰＥＴ検査とは、いわゆる「ポジトロン断層撮影法」のことを指し、ＰＥＴ−ＣＴ装置等により心臓や脳などの働きを断層画像としてとらえ、病気の原因や病状を診断する新しい検査方法であることが記載されている。 On the other hand, in the medical field in recent years, the implementation of PET (positron emission tomography) inspection that can detect cancer cells at an early stage has been promoted. In detail, according to the following Non-Patent Document 1, the PET examination refers to a so-called “positron tomography”, and the action of the heart, brain, etc. is captured as a tomographic image by a PET-CT apparatus or the like, and the disease It is described that this is a new test method for diagnosing the cause and pathology of the disease.
このＰＥＴ検査に用いられる検査薬としては、糖分にポジトロン核種を標識した化合物が存在し、検査の目的に応じた化合物を「注射剤」や「吸入剤」の形に調整して、静脈注射や呼吸で体内に取り込むことにより、ＰＥＴ−ＣＴ装置で断層像が撮影できるようになる。この場合、標識された化合物からは、ポジトロンが放出され、そのポジトロンと電子とが衝突する際に放射線が出るため、例えば１８Ｆ−ＦＤＧの場合では０．５１１ＭｅＶのエネルギーに相当するガンマ線が出るため、このガンマ線をＰＥＴ−ＣＴ装置で検出することにより、癌細胞の存在の有無や病巣の大きさ等を特定することが可能となる。 As a test agent used for this PET test, there is a compound in which a positron nuclide is labeled on a sugar, and the compound according to the purpose of the test is adjusted to the form of “injection” or “inhalation”, and intravenous injection or By taking it into the body by breathing, a tomogram can be taken with a PET-CT apparatus. In this case, since the positron is emitted from the labeled compound and radiation is emitted when the positron and the electron collide with each other, for example, in the case of 18F-FDG, gamma rays corresponding to energy of 0.511 MeV are emitted. By detecting this gamma ray with a PET-CT apparatus, the presence or absence of cancer cells, the size of a lesion, and the like can be specified.
したがって、ＰＥＴ検査を伴う診療の環境下では、検査薬を投与された被検体からガンマ線があらゆる方向に放射されることになるため、このガンマ線を医師等の検査者が体に直接受けないように遮蔽することが必須の条件となる。 Therefore, in a medical environment involving a PET test, gamma rays are radiated in all directions from a subject who has been administered a test drug, so that examiners such as doctors do not receive gamma rays directly on the body. Shielding is an essential condition.
そして、従来より公知となっている放射線遮蔽窓及び放射線遮蔽防護衝立の代表例として、下記の特許文献１によれば、高い放射線遮蔽特性を有するＰｂＯを含有したガラスが開示されている。 And as a typical example of the radiation shielding window and the radiation shielding protection screen which are conventionally known, according to the following Patent Document 1, a glass containing PbO having high radiation shielding characteristics is disclosed.
ところで、上記の特許文献１に開示の放射線遮蔽ガラスは、高い放射線遮蔽性能を有すると共に、放射線による着色を防止するのに十分な量のＣｅＯ2を含有しながらも誘電破壊を起こし難いガラスである。具体的には、放射線遮蔽性能を高めるためにＰｂＯを一定量含有し、且つ放射線による着色を防止するために十分な量のＣｅＯ2を含有するガラスに対して、誘電破壊を防ぐためにＮａ2ＯとＫ2Ｏとの割合を限定して含有させたものである。 By the way, the radiation shielding glass disclosed in Patent Document 1 described above is a glass that has a high radiation shielding performance and hardly causes dielectric breakdown while containing a sufficient amount of CeO 2 to prevent coloring due to radiation. . Specifically, a glass containing a certain amount of PbO in order to enhance radiation shielding performance and a sufficient amount of CeO 2 to prevent coloring due to radiation, Na 2 O to prevent dielectric breakdown. And a proportion of K 2 O are limited.
しかしながら、同文献に開示の放射線遮蔽ガラスは、放射線による着色を抑制する技術であり、ガラス本来の着色を抑制する技術ではない。したがって、当然の事ながら、放射線遮蔽ガラスが、本来着色されていれば、放射線に起因する着色を如何に抑制しても、ガラス本来の着色が抑制されるわけではない。 However, the radiation shielding glass disclosed in the document is a technique for suppressing coloring due to radiation, and is not a technique for suppressing the original coloring of glass. Therefore, as a matter of course, if the radiation shielding glass is originally colored, the original coloring of the glass is not suppressed no matter how the coloring caused by radiation is suppressed.
そして、従来より医療施設等で使用されているＰｂＯを含有したガラスは、放射線遮蔽能力は優れているものの、透明性が不当に阻害される程度まで着色されていることから、視認性に劣るという問題を有している。そのため、このようなガラスを放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護擁立として使用していたのでは、被検体を的確に視認判断できないという事態を招き、特に医療分野では診断結果の誤認という極めて深刻な問題を招来し得る。 And although the glass containing PbO conventionally used in medical facilities etc. is excellent in radiation shielding ability, it is inferior in visibility because it is colored to the extent that transparency is unduly hindered. Have a problem. For this reason, the use of such glass as a radiation shielding window or a radiation shielding protection support has led to a situation in which the subject cannot be accurately visually identified, particularly in the medical field, which is a very serious problem of misdiagnosis of diagnostic results. Can be invited.
それにも拘わらず、放射線遮蔽ガラスについては、被検体の視認に関する透明性という重要な特性に関して何ら考慮されていないのが実情であって、したがってこの種のガラスの透明性についてはどの程度であれば適正な視認性を確保できるかという問題が浮上することになる。 Nonetheless, for radiation-shielding glass, the fact is that no consideration is given to the important property of transparency with respect to the visibility of the subject, so what is the degree of transparency of this type of glass? The problem of whether appropriate visibility can be ensured will emerge.
そこで、本発明の第１の課題は、放射線遮蔽能力を十分に確保した上で、被検体の視認性をも十分なものとするための適切な透明性を確保できる放射線遮蔽ガラスを提供することにある。 Therefore, a first problem of the present invention is to provide a radiation shielding glass capable of ensuring appropriate transparency for ensuring sufficient visibility of a subject while ensuring sufficient radiation shielding ability. It is in.
一方、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽手段としては、仮に放射線遮蔽窓や放射線遮蔽防護擁立を作製するとしても、基本材質として金属鉛や鉄あるいはガラス等の中から如何なる材質のものを使用するのが最適であるかについて、有効且つ確立した材質が見い出されていないのが実情である。すなわち、このＰＥＴ検査用の放射線遮蔽手段は、十分な放射線遮蔽能力及び十分な視認性を確保することにより、医師等が被検体の顔色等を的確に確認した上で、ガンマ線を体に直接受けないようにすることが極めて重要となる。 On the other hand, as a radiation shielding means for PET inspection, even if a radiation shielding window or a radiation shielding protection support is produced, it is best to use any material of metallic lead, iron, glass, etc. as a basic material. The fact is that no effective and established materials have been found. That is, this radiation shielding means for PET examination ensures that sufficient radiation shielding ability and sufficient visibility are ensured so that doctors and the like can accurately receive the subject's facial color and the like and receive gamma rays directly on the body. It is extremely important to avoid it.
その場合に、仮にガラスを使用してガンマ線の遮蔽窓や遮蔽防護擁立を作製するにしても、ＰＥＴ検査において被検体から放射されるガンマ線を適正に遮蔽し且つその被検体を適正に視認するには、ガラスの基本組成をどのようにすれば最適であるかという事項については、未だ明確にされていないのが実情である。したがって、ＰＥＴ検査の分野においては、ガンマ線遮蔽用のガラスの基本組成を先ず案出しなければ、今後において、そのガラスに改良を加えて優れた特性を持たせるという技術開発を、適切な方向指針をもって行うことができないという問題を有している。 In that case, even if glass is used to make a gamma ray shielding window or shield protection support, the gamma rays radiated from the subject can be properly shielded and the subject can be visually recognized properly in the PET examination. In fact, the matter of how the basic composition of glass is optimal is not yet clarified. Therefore, in the field of PET inspection, unless the basic composition of the glass for gamma ray shielding is devised first, in the future, technical development to improve the glass and give it excellent characteristics will be carried out with appropriate direction guidelines. Has the problem that it can not be done.
そこで、本発明の第２の課題は、ＰＥＴ検査を行うに際して、被検体から放射されるガンマ線に対する遮蔽能力を十分に確保した上で、被検体の視認性をも良好に確保することが可能なガラスの基本組成を案出することにある。 Therefore, the second problem of the present invention is that when performing PET examination, it is possible to sufficiently ensure the visibility of the subject while sufficiently securing the shielding ability against gamma rays emitted from the subject. The idea is to devise a basic composition of glass.
上記第１の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3
０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることに特徴づけられる。ここで、上記の厚さ「１０ｍｍについて」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板厚が１０ｍｍの板ガラスと仮定した場合についての事項を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。なお、以下で記載する％表示は、質量％を指す。
The radiation shielding glass according to the present invention, which was created to solve the first problem, is expressed by mass% and has a glass composition of SiO 2 10 to 35%, PbO 55 to 80%, B 2 O 3.
0~10%, Al 2 O 3 0~10 %, SrO 0~10%, BaO 0~10%, Na 2 O 0~10%, containing K 2 O 0~10%, and the thickness of 10mm The total light transmittance at a wavelength of 400 nm is 50% or more. Here, the above-mentioned thickness “about 10 mm” means the matter when the radiation shielding glass is assumed to be a plate glass having a plate thickness of 10 mm, and “total light transmittance” means about the plate glass. Means the average total light transmittance (hereinafter the same). In addition, the% display described below points out the mass%.
このような構成とされた放射線遮蔽ガラスによれば、ＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることから、視認性を十分なものとすべく適切な透明性を確保することが可能となる。また、ＰｂＯ以外の組成が所定範囲に規制されていることから、失透し難いガラスを得ることができ、結果として溶融ガラスの成形時の粘度を高めることができることから、板厚の厚いガラスを効率よく得ることが可能となる。したがって、高い透明性および放射線遮蔽能力ならびに耐失透性を一挙に享受できる放射線遮蔽ガラスを得ることができる。特に、板厚が厚い場合には、非常に高い放射線遮蔽能力と透明性とを維持できることから、極めて大きなメリットを有する放射線遮蔽ガラスが実現する。 According to the radiation shielding glass having such a configuration, since PbO is 55% or more, the radiation shielding ability can be greatly increased, and the total light transmittance at a wavelength of 400 nm with respect to a thickness of 10 mm is achieved. Is 50% or more, it is possible to ensure appropriate transparency to ensure sufficient visibility. Further, since the composition other than PbO is regulated within a predetermined range, it is possible to obtain a glass that is not easily devitrified, and as a result, it is possible to increase the viscosity at the time of forming molten glass. It can be obtained efficiently. Therefore, it is possible to obtain a radiation shielding glass capable of enjoying high transparency, radiation shielding ability and devitrification resistance at a stroke. In particular, when the plate thickness is thick, a very high radiation shielding ability and transparency can be maintained, so that a radiation shielding glass having extremely great merit is realized.
この場合、上記の放射線遮蔽ガラスの表面に、屈折率及び厚さが適切な薄膜（例えば、反射防止膜）を形成することにより低反射処理を施すことが好ましく、そのようにした場合の放射線遮蔽ガラスの反射損失は、０．３〜４．０であることが好ましく、その下限は０．５であってもよいが、その上限は３．５であることがより好ましい。 In this case, it is preferable to apply a low reflection treatment by forming a thin film (for example, an antireflection film) having an appropriate refractive index and thickness on the surface of the radiation shielding glass, and radiation shielding in such a case. The reflection loss of the glass is preferably 0.3 to 4.0, and the lower limit may be 0.5, but the upper limit is more preferably 3.5.
このようにすれば、上述の放射線遮蔽ガラスのように、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率を５０％以上としたことと相俟って、視認性がより一層良好なものとなる。ここで、反射損失Ｒは、ガラスの屈折率をｎとした場合に、Ｒ＝（（ｎ−１）／（ｎ＋１））2 で求まる数値である。 In this way, like the above-described radiation shielding glass, the total light transmittance at a wavelength of 400 nm with respect to a thickness of 10 mm is combined with 50% or more, so that the visibility is further improved. . Here, the reflection loss R is a numerical value obtained by R = ((n−1) / (n + 1)) 2 where n is the refractive index of the glass.
また、上記第２の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し、且つＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に用いることに特徴づけられる。 In addition, the radiation shielding glass according to the present invention, which was created to solve the second problem, is expressed by mass% and has a glass composition of SiO 2 10 to 35%, PbO 55 to 80%, B 2 O 3. 0~10%, Al 2 O 3 0~10 %, SrO 0~10%, BaO 0~10%, Na 2 O 0~10%, containing K 2 O 0~10%, and PET test gamma It is characterized by being used as a shielding material.
すなわち、本発明者等は、このような基本組成を備えた放射線遮蔽ガラスを、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として好適に使用できることを案出した。具体的には、既に述べたように、ＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、ＰｂＯ以外の組成が所定範囲に規制されていることから、高い透明性および放射線遮蔽能力ならびに耐失透性を一挙に享受できる放射線遮蔽ガラスを得ることが可能となり、特に板厚が厚い場合には、非常に高い放射線遮蔽能力と透明性とを維持できることになる。このような特性を備えていれば、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として、十分なガンマ線遮蔽性能を有し且つ十分な視認性を有する待望の基本材が得られることになる。したがって、ＰＥＴ検査の分野においては、検査薬の投与に伴って被検体から放射されたガンマ線が医師等の検査者に直接投射されることを阻止でき、しかも医師等が被検体（患者等）の顔色等を確認する際の誤診等を回避できる新規且つ有用なガンマ線遮蔽ガラスが得られることになる。 That is, the present inventors have devised that radiation shielding glass having such a basic composition can be suitably used as a gamma ray shielding material for PET inspection. Specifically, as already described, since PbO is 55% or more, it is possible to greatly increase the radiation shielding ability, and the composition other than PbO is regulated to a predetermined range, It becomes possible to obtain radiation shielding glass that can enjoy high transparency and radiation shielding ability and devitrification resistance at once. Especially when the plate thickness is thick, extremely high radiation shielding ability and transparency can be maintained. Become. If it has such characteristics, a long-awaited basic material having sufficient gamma ray shielding performance and sufficient visibility as a gamma ray shielding material for PET inspection can be obtained. Therefore, in the field of PET examination, it is possible to prevent gamma rays radiated from a subject from being directly projected to a tester such as a doctor with administration of a test drug, and the doctor or the like A new and useful gamma ray shielding glass capable of avoiding misdiagnosis when confirming the face color or the like can be obtained.
以上の放射線遮蔽ガラスは、ガラス組成として、Ｆｅ2Ｏ3が２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3が５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。 The above radiation shielding glass preferably has a glass composition of Fe 2 O 3 of 200 ppm or less and Cr 2 O 3 of 50 ppm or less.
このような構成とすれば、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3に起因するガラスの着色を可及的に抑制することが可能となる。すなわち、本発明者等は、放射線遮蔽ガラスの透明性に影響を与える因子として、影響の大きな因子がＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3に代表されるガラス中に含まれる不純物であることを見出すと共に、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制すれば、放射線遮蔽ガラスの透明性が顕著に向上することを見出した。ここで、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3により放射線遮蔽ガラスが着色する理由は、ＰｂＯは紫外域に光の吸収があり、その影響で不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が少量であっても、ガラスの着色に影響を及ぼすからである。特に、溶融温度が高い場合には、非常に少量であっても、ガラスを着色させる性質を有している。これは、Ｆｅイオンの酸化還元反応またはＦｅイオンの配位数の変化が原因と考えられる。したがって、ガラスの着色を抑制する観点から、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物を厳密に管理することは重要であり、不純物として含まれるＦｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制すれば、可及的に放射線遮蔽ガラスの着色を抑制することができる。 With such a configuration, it is possible to suppress as much as possible the coloring of the glass caused by Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 contained as impurities. That is, the present inventors find that a factor having a great influence is an impurity contained in glass represented by Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 as a factor affecting the transparency of radiation shielding glass. In addition, it has been found that if the content of Fe 2 O 3 contained as impurities is 200 ppm or less and the content of Cr 2 O 3 is 50 ppm or less, the transparency of the radiation shielding glass is remarkably improved. Here, the reason why the radiation shielding glass is colored by Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 contained as impurities is that PbO absorbs light in the ultraviolet region, and as a result, Fe 2 O 3 and Cr contained as impurities. This is because even a small amount of 2 O 3 affects the coloring of the glass. In particular, when the melting temperature is high, the glass has a property of coloring even a very small amount. This is considered to be caused by a redox reaction of Fe ions or a change in the coordination number of Fe ions. Therefore, it is important to strictly control the impurities of Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 from the viewpoint of suppressing the coloring of the glass, and the content of Fe 2 O 3 contained as impurities is 200 ppm or less, Cr 2 If the content of O 3 is regulated to 50 ppm or less, coloring of the radiation shielding glass can be suppressed as much as possible.
なお、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物は、原料および原料の粉砕工程や混合工程に用いる設備（例えば、鉄やステンレス等の材質で構成される設備）からガラス内に混入する。したがって、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量が少ない原料を用いることによって、ガラス内のＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を低減させることが可能となる。また、原料の粉砕工程や混合工程に用いる設備をＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が混入し難い材質またはＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3が混入しない材質に変更したり、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3を取り除く工程を導入することにより、ガラス内のＦｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を低減させることが可能となる。以上のような対策を施すことによって、Ｆｅ2Ｏ3の含有量を２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3の含有量を５０ｐｐｍ以下に規制することが可能となる。
The impurities of Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 are mixed into the glass from the raw materials and equipment used in the raw material crushing and mixing processes (for example, equipment made of a material such as iron or stainless steel). Thus, by using a raw material containing a small amount of Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 , it is possible to reduce the content of Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 in the glass. Moreover, changing the material of the equipment used in the grinding step and the mixing step of the
また、医療施設で利用される放射線として、Ｘ線とガンマ線があるが、Ｘ線とガンマ線では放射線のエネルギーの強さが異なっている。すなわち、Ｘ線よりもガンマ線の方が放射線の透過性が高いため、放射線遮蔽ガラスに十分な放射線遮蔽性を付与する目的で、放射線遮蔽ガラスの板厚を厚くする必要がある。したがって、ガンマ線を取り扱う医療施設において、放射線遮蔽窓および放射線遮蔽防護衝立に用いる放射線遮蔽ガラスに求められる透明性は、上述の板厚を厚くしなければならない事情と相俟って、非常に重要な特性となっている。 Further, X-rays and gamma rays are used as radiations used in medical facilities, and the intensity of radiation energy differs between X-rays and gamma rays. That is, since gamma rays have higher radiation transparency than X-rays, it is necessary to increase the thickness of the radiation shielding glass for the purpose of imparting sufficient radiation shielding properties to the radiation shielding glass. Therefore, in medical facilities that handle gamma rays, the transparency required for the radiation shielding glass and the radiation shielding glass used for the radiation shielding protection screen is very important in combination with the situation where the above-mentioned plate thickness must be increased. It is a characteristic.
一方、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設においては、多数の被検体を検査する必要があるため、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設における薬剤の合成施設、調剤施設、薬剤注入室、被検体の待合室、検査室等の周辺では、薬剤を注射、吸入された被検体から放射線が絶えず放出され続けている。 On the other hand, in medical facilities that handle PET examinations, it is necessary to examine a large number of subjects, so drug synthesis facilities, dispensing facilities, drug injection rooms, subject waiting rooms, examination rooms, etc. in medical facilities that handle PET examinations In the vicinity of, radiation is continuously released from the subject inhaled by injecting drugs.
そのため、検査を行う医師、検査技師及び看護師等が放射線を累積的に浴び、被曝するという大きな問題が生じ得る。上述の非特許文献１によると、検査技師の被曝量低減や放射線防護に関する指針が明示されており、ポジトロン核種から生じるガンマ線は、実効線量等量が２．２ミリシーベルトであり、胸部Ｘ線検査の実行線量等量が１回当たり０．３ミリシーベルトであることを勘案すると、短時間で多くの線量を被曝することが想定される。 Therefore, a big problem may arise that doctors, laboratory technicians, nurses, and the like who perform examinations are exposed to radiation and exposed. According to the above-mentioned Non-Patent Document 1, guidelines for reducing radiation exposure and radiation protection for laboratory technicians are clearly stated, and gamma rays generated from positron nuclides have an effective dose equivalent of 2.2 millisieverts and chest X-rays. Considering that the effective dose of the inspection is 0.3 millisievert per time, it is assumed that a large dose is exposed in a short time.
以上の観点から、ＰＥＴ検査を取り扱う医療施設においては、医師等の被曝管理が重要であることから、放射線遮蔽ガラスには十分な放射線遮蔽能力が要求され、必然的にガラス組成内にＰｂＯを多く含有させる必要がある。したがって、ＰｂＯの含有量を５５％以上とすると、既述の利点とともに、従来の放射線遮蔽ガラスよりも高い放射線遮蔽能力をも付与することができることとなり、これらの用途に好適に使用可能となる。 From the above viewpoints, in medical facilities that handle PET examinations, exposure management by doctors and the like is important, so radiation shielding glass is required to have sufficient radiation shielding ability, and inevitably a large amount of PbO is contained in the glass composition. It is necessary to contain. Therefore, when the content of PbO is 55% or more, it is possible to impart a radiation shielding ability higher than that of the conventional radiation shielding glass together with the above-described advantages, and it can be suitably used for these applications.
加えて、放射線を可及的に遮蔽するためには、放射線遮蔽ガラスの板厚を厚くする必要があるが、安定して板厚が厚いガラスを成形しようとすれば、粘性が高い状態で成形する必要がある。そのため、高粘性で失透しないガラス、つまり液相粘度が高いガラスが必要となる。また、放射線を可及的に遮蔽するためには、放射線遮蔽ガラスのガラス組成内にＰｂＯを多量に含有させる必要があるが、そのようにした場合には、ガラスが熱的に不安定になる傾向があり、より一層失透し難いガラスが必要となる。上記の放射線遮蔽ガラスは、ＰｂＯ以外のガラス組成を一定範囲に規制したため、ＰｂＯの含有量が多いにも拘わらず、非常に熱的安定性が高く、ガラスの板厚を容易に厚くすることができる。 In addition, in order to shield the radiation as much as possible, it is necessary to increase the thickness of the radiation shielding glass. However, if a stable thick glass is to be formed, it will be molded in a highly viscous state. There is a need to. Therefore, a glass that is highly viscous and does not devitrify, that is, a glass having a high liquid phase viscosity is required. Further, in order to shield radiation as much as possible, it is necessary to contain a large amount of PbO in the glass composition of the radiation shielding glass. In such a case, the glass becomes thermally unstable. There is a need for a glass that is prone and more difficult to devitrify. The above-mentioned radiation shielding glass has a glass composition other than PbO regulated within a certain range, so that despite its high PbO content, it has very high thermal stability and can easily increase the thickness of the glass. it can.
以上の放射線遮蔽ガラスは、ガラス組成として、Ｓｂ2Ｏ3 １００〜２００００ｐｐｍを含有していることが好ましく、もしくは、Ｃｌ2 ０〜２００００ｐｐｍを含有していることが好ましく、または、実質的にＡｓ2Ｏ3を含有していないことが好ましい。 The above radiation shielding glass preferably contains 100 to 20000 ppm of Sb 2 O 3 as a glass composition, or preferably contains 0 to 20000 ppm of Cl 2 , or substantially As 2. It is preferable not to contain O 3 .
このようにすれば、清澄剤として、Ｓｂ2Ｏ3もしくはＣｌ2を使用し、または環境に有害なＡｓ2Ｏ3を含有していないため、ガラス製造工程や廃ガラス処理時等に環境を汚染することがなくなる。しかも、Ｓｂ2Ｏ3もしくはＣｌ2は、溶融しているガラスが低温である場合に多量の清澄ガスを発生させるという特性を備えた清澄剤であることから、以下に示すような利点をも享受することができる。 In this way, Sb 2 O 3 or Cl 2 is used as a refining agent or it does not contain As 2 O 3 which is harmful to the environment, so it pollutes the environment during the glass manufacturing process or waste glass treatment. There is no longer to do. In addition, Sb 2 O 3 or Cl 2 is a fining agent that has the property of generating a large amount of fining gas when the molten glass is at a low temperature. can do.
すなわち、既に述べたように、ガラスの着色を抑制する観点からは、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2０3の不純物を厳密に管理することは重要であるが、その一方でＦｅイオン等の反応を抑制する目的で、ガラスの溶融温度を低下させることも重要であると考えられる。同時に、エネルギー的見地からも、ガラスの溶融温度を低下させることは重要である。しかし、ガラスの溶融温度を低下させると、それだけ溶融時におけるガラスの粘性が高くなり、泡のないガラスを得ることが困難となる。一般的に、泡のないガラスを得るためには、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域で清澄ガスを発生する清澄剤を使用することが重要である。また、ガラスの清澄は、ガラス化反応時に発生するガスを清澄ガスによってガラス融液中から追い出し、さらに均質化溶融時に残った微小な泡を再び発生させた清澄ガスによって泡径を大きくして浮上させて除去するが、溶融時におけるガラスの粘性が高いとこれらの効果が得られ難くなる。本発明の放射線遮蔽ガラスは、上記知見に基づいて決定されたものであり、低温で溶融が可能な組成となっている。具体的には、ＰｂＯの含有量を５５％以上とし、低温で溶融が可能なガラスにすると共に、低温で多量の清澄ガスを発生させるＳｂ2Ｏ3もしくはＣ１2を清澄剤として使用することで、上記の低温溶融性および泡品位、透明性の問題点を一挙に解決することが可能となる。
That is, as already mentioned, from the viewpoint of suppressing coloration of the glass, it is important to strictly control the
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることが好ましい。ここで、上記の「色度」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板ガラスと仮定した場合に、板厚が１０ｍｍの板ガラスの測定値を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。 Furthermore, the above radiation shielding glass has chromaticity in the C light source calculated from the total light transmittance of 380 to 700 nm (x coordinate, y coordinate) = (0.3101, 0.3160), (0.3250, 0.3160), (0.3250, 0.3400), and (0.3101, 0.3400) are preferable. Here, the above “chromaticity” means a measured value of a plate glass having a plate thickness of 10 mm when the radiation shielding glass is assumed to be a plate glass, and “total light transmittance” means the plate glass. Mean total light transmittance (hereinafter the same).
このようにすれば、より確実にガラスの透明性を確保することができる。すなわち、色度が上記範囲から外れると、ガラスの着色が著しくなり、ガラスの透明性が悪化して、視認性を阻害することから、色度が上記範囲内にあることにより、そのような不具合を回避することができる。 In this way, the transparency of the glass can be ensured more reliably. That is, if the chromaticity is out of the above range, the coloration of the glass becomes remarkable, the transparency of the glass is deteriorated, and the visibility is disturbed. Can be avoided.
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。 The radiation shielding glass described above preferably has a liquidus viscosity of 10 3.5 dPa · s or more.
このように、液相粘度を１０3.5ｄＰａ・ｓ以上とすることにより、高粘度でガラスを成形したとしてもブツや失透のない熱的に安定なガラスを得ることができ、結果として板厚の厚いガラスを成形することが可能となる。一方、液相粘度が１０3.5ｄＰａ・ｓ未満であると、溶融ガラスの成形において、ガラスが失透しやすくなり、安定生産が困難となり、板厚の厚いガラスを得ることが困難となる。特に、ＰｂＯの含有量が多いガラスは、失透しやすい傾向があるため、液相粘度を１０3.5ｄＰａ・ｓ以上にすることが好適である。この場合、液相粘度は、１０3.0ｄＰａ・ｓ以上としてもよい。なお、液相粘度は、ＳｉＯ2の含有量を増加させ、Ｂ2Ｏ3の含有量を減少させることにより高めることができる。 Thus, by setting the liquid phase viscosity to 10 3.5 dPa · s or more, even if the glass is molded with a high viscosity, a thermally stable glass free from stagnation and devitrification can be obtained. It is possible to form a thick glass. On the other hand, when the liquid phase viscosity is less than 10 3.5 dPa · s, the glass tends to be devitrified in forming molten glass, and stable production becomes difficult, making it difficult to obtain a glass with a large plate thickness. In particular, a glass having a high PbO content tends to be devitrified, so that the liquid phase viscosity is preferably 10 3.5 dPa · s or more. In this case, the liquid phase viscosity may be 10 3.0 dPa · s or more. The liquid phase viscosity can be increased by increasing the content of SiO 2 and decreasing the content of B 2 O 3 .
ここで、上記の「液相粘度」とは、液相温度におけるガラスの粘度を意味する。具体的には、ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した値を指す。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた値を指す。なお、ガラス表面を研磨すると、ガラス中に析出した結晶の析出位置が判別しやすく好ましい。 Here, the above-mentioned “liquid phase viscosity” means the viscosity of the glass at the liquid phase temperature. Specifically, the liquid phase temperature of glass is obtained by placing a sufficiently cleaned 300-500 μm powdery sample in a platinum boat and holding it in an electric furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 500 ° C. for 48 hours. It refers to a value obtained by measuring the temperature at which the crystals began to precipitate in the glass after being allowed to cool in the air. The liquid phase viscosity refers to a value obtained by preparing a viscosity curve from the viscosity obtained by the platinum pulling method and calculating the viscosity of the glass corresponding to the liquid phase temperature from this viscosity curve. Note that it is preferable to polish the glass surface so that the deposition position of crystals precipitated in the glass can be easily identified.
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、密度が、４．００ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。 Further, the above radiation shielding glass preferably has a density of 4.00 g / cm 3 or more.
すなわち、密度が４．００ｇ／ｃｍ3未満であると、高い放射線遮蔽能力が得られ難くなるという不具合が生じることから、密度は上記の数値範囲とすることが好都合である。このような観点から、密度は、４．２０ｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましい。なお、密度は、ＰｂＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を増加させることにより、大きくすることができる。 That is, if the density is less than 4.00 g / cm 3, it is difficult to obtain a high radiation shielding capability, so it is convenient to set the density within the above numerical range. From such a viewpoint, the density is more preferably 4.20 g / cm 3 or more. The density can be increased by increasing the contents of PbO, SrO, and BaO.
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、歪点が、３６０℃以上であることが好ましい。 The radiation shielding glass described above preferably has a strain point of 360 ° C. or higher.
すなわち、歪点が３６０℃未満であると、熱工程でガラスが熱変形や熱収縮の影響を受け易くなるという不具合が生じることから、歪点は上記数値範囲とすることが好都合である。このような観点から、歪点は、３８０℃以上であることがより好ましい。なお、歪点は、ＳｉＯ2、Ａ１2Ｏ3の含有量を増加させることにより、高めることができる。 That is, if the strain point is less than 360 ° C., there is a problem that the glass is easily affected by thermal deformation or thermal shrinkage in the thermal process, and therefore, the strain point is conveniently within the above numerical range. From such a viewpoint, the strain point is more preferably 380 ° C. or higher. The strain point can be increased by increasing the contents of SiO 2 and A1 2 O 3 .
更に、以上の放射線遮蔽ガラスは、形状が板状をなす板状体であり、且つ該板状体の板厚が１０ｍｍ以上であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the radiation shielding glass described above is a plate-like body having a plate shape, and the plate thickness of the plate-like body is 10 mm or more.
このようにすれば、形状が板状をなす板状体であることから、広範な面積で放射線を遮蔽することができると共に、板状体の板厚を１０ｍｍ以上とすることにより、十分な放射線遮蔽能力を得ることができ、Ｘ線よりも放射線の透過性が高いガンマ線を有効に遮蔽することができる。特に、実効線量が高いポジトロン核種から生じるガンマ線を有効に遮蔽することが可能となり、ＰＥＴ検査を行う医師または検査技師もしくは看護師等が放射線を累積的に浴び、被曝するといった事態を有効に回避することが可能となる。このような観点から、板状体の板厚は、１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以上、更には２２ｍｍ以上であることがより好ましい。なお、この板状体の板厚の上限は、６０ｍｍであることが好ましい。 In this way, since the shape is a plate-like body, radiation can be shielded over a wide area, and sufficient radiation can be achieved by setting the plate thickness to 10 mm or more. A shielding ability can be obtained, and gamma rays having higher radiation transmission than X-rays can be effectively shielded. In particular, gamma rays generated from positron nuclides with a high effective dose can be effectively shielded, and it is possible to effectively avoid the situation where doctors, laboratory technicians, nurses, etc. who perform PET examinations are exposed to radiation and are exposed to radiation. It becomes possible. From such a viewpoint, the plate thickness of the plate-like body is more preferably 14 mm or more, 18 mm or more, and further preferably 22 mm or more. In addition, it is preferable that the upper limit of the plate | board thickness of this plate-shaped object is 60 mm.
また、以上の放射線遮蔽ガラスは、ガンマ線のエネルギー０．５１１ＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1以上であることが好ましく、０．５５ｃｍ-1以上、０．６ｃｍ-1以上、更には０．６５ｃｍ-1以上であることがより好ましい。ここで、放射線減弱係数（ガンマ線減弱係数）は、放射線遮蔽能力を表す指標として用いられ、入射した放射線をどの程度吸収するかを示す数値である。このガンマ線減弱係数は、数値が大きいほど放射線遮蔽能力が優れている。 Also, more radiation shielding glass is preferably gamma ray attenuation coefficient in the energy 0.511MeV of gamma rays is 0.5 cm -1 or more, 0.55 cm -1 or more, 0.6 cm -1 or more, even zero. More preferably, it is 65 cm −1 or more. Here, the radiation attenuation coefficient (gamma ray attenuation coefficient) is used as an index representing the radiation shielding ability, and is a numerical value indicating how much incident radiation is absorbed. As the gamma ray attenuation coefficient is larger, the radiation shielding ability is better.
すなわち、ガンマ線のエネルギー０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．５ｃｍ-1未満であると、十分な放射線遮蔽能力が得られなくなり、Ｘ線よりも放射線の透過性が高いガンマ線を有効に遮蔽することができなくなる。また、実効線量が高いポジトロン核種から生じるガンマ線を有効に遮蔽することができなくなり、ＰＥＴ検査を行う医師等が放射線を累積的に浴び、被曝するといった事態を招来し得ることになる。したがって、ガンマ線減弱係数が上記の数値範囲にあれば、このような不具合が生じ難くなる。 That is, if the gamma ray attenuation coefficient at a gamma ray energy of 0.511 Mev is less than 0.5 cm −1 , sufficient radiation shielding ability cannot be obtained, and gamma rays having higher radiation transparency than X-rays are effectively shielded. Can not be. In addition, gamma rays generated from positron nuclides having a high effective dose cannot be effectively shielded, leading to a situation in which a doctor or the like who performs a PET examination is exposed to radiation and is exposed. Therefore, if the gamma ray attenuation coefficient is in the above numerical range, such a problem is unlikely to occur.
この場合、上記第２の課題を解決すべく、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に使用することを特徴とした放射線遮蔽ガラスは、ガンマ線遮蔽窓またはガンマ線遮蔽防護衝立に用いることが好ましい。 In this case, in order to solve the second problem, the radiation shielding glass characterized in that it is used for a gamma ray shielding material for PET inspection is preferably used for a gamma ray shielding window or a gamma ray shielding protective screen.
このようにすれば、当該放射線遮蔽ガラスがＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いられることから、放射線の透過性が高いポジトロン核種から発生するガンマ線を有効に遮蔽することができ、ＰＥＴ検査を行う医師、検査技師、看護師などが放射線を累積的に浴び、被曝するといった事態を有効に回避することが可能となる。特に、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽防護衝立として使用される場合には、防護衝立を隔てて被検体と医師等の距離が短く、被曝を回避する必要性が高いため、より好適な効果が得られる。しかも、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態（例えば患者の顔色等）を的確に視認判断することが可能となるため、被検体の態様を見間違えることによる誤診等の問題を有効に回避することができる。 In this case, since the radiation shielding glass is used for a PET examination gamma ray shielding window or a PET examination gamma ray shielding protection screen, it is possible to effectively shield gamma rays generated from positron nuclides having high radiation transparency. In addition, it is possible to effectively avoid situations where doctors, laboratory technicians, nurses, and the like who perform PET examinations are exposed to radiation and exposed. In particular, when it is used as a gamma ray shielding protective screen for PET examination, a more favorable effect can be obtained because the distance between the subject and the doctor is short across the protective screen and there is a high need to avoid exposure. Moreover, when the laboratory technician or nurse observes the state of the subject in the vicinity of the subject, the state of the subject (for example, the face color of the patient) can be accurately visually determined. It is possible to effectively avoid problems such as misdiagnosis due to mistaken aspects.
一方、上記第１の課題を解決すべく、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率を５０％以上としたことを特徴とする放射線遮蔽ガラスは、医療用ガンマ線遮蔽窓または医療用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いることが好ましい。 On the other hand, in order to solve the first problem, the radiation shielding glass characterized in that the total light transmittance at a wavelength of 400 nm for a thickness of 10 mm is 50% or more is a medical gamma ray shielding window or medical gamma ray shielding. It is preferably used for a protective screen.
このようにすれば、当該放射線遮蔽ガラスは、放射線遮蔽能力が高く、着色がなく透明性に優れ、且つ液相粘度も高くガラスの板厚を厚くすることが可能であることから、ガンマ線遮蔽能力をさらに高めることができる。また、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態を的確に視認判断することが可能となる。 In this way, the radiation shielding glass has a high radiation shielding ability, is excellent in transparency without coloring, has a high liquidus viscosity, and can increase the glass thickness, so that the gamma ray shielding ability can be increased. Can be further enhanced. Further, when a laboratory technician or a nurse observes the state of the subject in the vicinity of the subject, the state of the subject can be accurately visually determined.
更に、この放射線遮蔽ガラスは、ＰＥＴ検査用の医療用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用の医療用ガンマ線遮蔽防護衝立に用いることが好ましい。 Further, the radiation shielding glass is preferably used for a medical gamma ray shielding window for PET examination or a medical gamma ray shielding protective screen for PET examination.
このようにすれば、放射線の透過性が高いポジトロン核種から発生するガンマ線を有効に遮蔽することができ、ＰＥＴ検査を行う医師、検査技師、看護師などが放射線を累積的に浴び、被曝するといった事態を有効に回避することが可能となる。特に、この窓または防護衝立は、優れた透明性を有していることから、検査技師や看護師が被検体の近傍で被検体の様態観察をする際には、被検体の様態（例えば患者の顔色等）をより一層的確に視認判断することが可能となるため、被検体の態様を見間違えることによる誤診等の問題を更に有効に回避することができる。 In this way, gamma rays generated from positron nuclides with high radiation transparency can be effectively shielded, and doctors, laboratory technicians, nurses, etc. who perform PET examinations are exposed to radiation and exposed. The situation can be effectively avoided. In particular, since this window or protective screen has excellent transparency, when a laboratory technician or nurse observes the state of the subject in the vicinity of the subject, the state of the subject (for example, the patient) ) And the like, it is possible to more accurately avoid problems such as misdiagnosis due to a wrong aspect of the subject.
以上の放射線遮蔽ガラスを備えた放射線遮蔽ガラス物品としては、当該放射線遮蔽ガラスからなる単一の板ガラスであることが好ましい。 The radiation shielding glass article provided with the above radiation shielding glass is preferably a single plate glass made of the radiation shielding glass.
このようにすれば、板厚が薄いガラスを複数貼り合わせるラミネート加工等を実行して放射線遮蔽能力を高める方法を採用する必要がなくなるため、製作の容易化が図られる。また、工数が少なく且つ材料費の高騰によるコストアップ等の問題も生じなくなり、結果として放射線遮蔽ガラス物品全体のコストダウンに大きく寄与することが可能となる。 In this way, it is not necessary to adopt a method of increasing the radiation shielding ability by executing a laminating process for laminating a plurality of thin glass sheets, thereby facilitating production. In addition, problems such as cost increase due to a small number of man-hours and an increase in material costs do not occur, and as a result, it is possible to greatly contribute to cost reduction of the entire radiation shielding glass article.
一方、以上の放射線遮蔽ガラスの製造方法は、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとする工程で、該溶融ガラスの溶融温度が１４００℃以下とされる。 On the other hand, the above-described method for producing radiation shielding glass is a step of melting a glass raw material into a molten glass in a melting furnace, and the melting temperature of the molten glass is 1400 ° C. or lower.
すなわち、この種の放射線遮蔽ガラスの製造方法においては、溶融ガラスの溶融温度を１４００℃よりも高くすると、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3の不純物の含有量が僅かであっても、ガラスが着色する傾向があると共に、環境負荷が大きくなってエネルギーコストの高騰を招き、製造コストが増大するという不具合が生じる。しかし、溶融ガラスの溶融温度が１４００℃以下であれば、このような不具合を有効に回避することができる。このような観点から、溶融温度は、１３５０℃以下、あるいは１３００℃以下であることがより好ましく、１２５０℃以下、あるいは１２００℃以下であることが更に好ましい。 That is, in this type of radiation shielding glass manufacturing method, when the melting temperature of the molten glass is higher than 1400 ° C., even if the content of impurities Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 is small, the glass In addition to the tendency to color, there is a problem that the environmental load increases and the energy cost rises and the manufacturing cost increases. However, if the melting temperature of the molten glass is 1400 ° C. or lower, such a problem can be effectively avoided. From such a viewpoint, the melting temperature is more preferably 1350 ° C. or lower, or 1300 ° C. or lower, and further preferably 1250 ° C. or lower, or 1200 ° C. or lower.
また、以上の放射線遮蔽ガラスの成形方法としては、ロールアウト法、フロート法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、リドロー法等の様々な成形方法があり、適宜選択すれば良い。特に、以上の放射線遮蔽ガラスは、ロールアウト法で成形することが好ましい。このロールアウト法は、板厚の厚い板ガラスを効率よく作製することが可能であることに加えて、溶融ガラスを素早く成形することができるため、成形時にガラスが失透し難く、より一層効率よく板厚の厚い板ガラスを得ることができる。 Moreover, as a method for forming the above radiation shielding glass, there are various forming methods such as a roll-out method, a float method, a slot down draw method, an overflow down draw method, a redraw method and the like. In particular, the above radiation shielding glass is preferably formed by a roll-out method. In addition to being able to efficiently produce a thick plate glass, this roll-out method can quickly form molten glass, so that the glass is not easily devitrified at the time of molding. A thick plate glass can be obtained.
以上のように第１の課題に対応する本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、ガラス組成としてＰｂＯが５５％以上であることから、放射線遮蔽能力を大幅に高めることが可能となると共に、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であることから、視認性を十分なものとすべく適切な透明性を確保することが可能となる。 As described above, according to the radiation shielding glass of the present invention corresponding to the first problem, since PbO is 55% or more as the glass composition, the radiation shielding ability can be greatly increased and the thickness is increased. Since the total light transmittance at a wavelength of 400 nm with respect to 10 mm is 50% or more, it becomes possible to ensure appropriate transparency to ensure sufficient visibility.
また、第２の課題に対応する本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として、十分なガンマ線遮蔽性能を有し且つ十分な視認性を有する待望の基本材が得られることになり、ＰＥＴ検査の分野において、検査薬の投与に伴って被検体から放射されたガンマ線が医師等の検査者に直接投射されることを阻止しつつ、医師等が被検体の顔色等を確認する際の誤診等を有効に回避することができる。 Further, according to the radiation shielding glass of the present invention corresponding to the second problem, a long-awaited basic material having sufficient gamma ray shielding performance and sufficient visibility can be obtained as a gamma ray shielding material for PET inspection. In the field of PET testing, doctors check the color of the subject while preventing gamma rays emitted from the subject from being directly projected to the doctor and other inspectors as the test drug is administered. It is possible to effectively avoid misdiagnosis and the like when doing so.
以下、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本実施形態に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％で、ガラスの基本組成として、ＳｉＯ2
１０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有している。そして、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であって、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材として用いられるものである。また、清澄剤としては、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ2を使用し、環境に有害なＡｓ2Ｏ3を実質的に含有していない。更に、不純物であるＦｅ2Ｏ3は２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ2Ｏ3は５０ｐｐｍ以下とされている。
The radiation shielding glass according to the present embodiment is in mass%, and the basic composition of the glass is SiO 2.
10~35%, PbO 55~80%, B 2
ガラスの基本組成を上記のように限定した理由を以下に述べる。 The reason why the basic composition of the glass is limited as described above will be described below.
ＳｉＯ2は、ガラスのネットワークを形成する成分である。その含有量は１０〜３５％、好ましくは１０〜３０％、より好ましくは２０〜３０％である。ＳｉＯ2の含有量が３５％よりも多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融や成形が難しくなったり、放射線遮蔽能力が低下する。一方、ＳｉＯ2の含有量が１０％よりも少なくなると、ガラスの骨格を形成する成分が少なくなりすぎ、ガラスが熱的に不安定になると共に、ガラスの耐水性が低下する。 SiO 2 is a component that forms a network of glass. Its content is 10-35%, preferably 10-30%, more preferably 20-30%. When the content of SiO 2 is more than 35%, the high temperature viscosity of the glass becomes high, melting and molding become difficult, and the radiation shielding ability decreases. On the other hand, when the content of SiO 2 is less than 10%, the components forming the glass skeleton are too few, the glass becomes thermally unstable, and the water resistance of the glass is lowered.
ＰｂＯは、放射線を遮蔽させるための成分である。その含有量は、５５〜８０％、好ましくは６０〜８０％、より好ましくは６５〜８０％、さらに好ましくは７０〜８０％である。 ＰｂＯの含有量が８０％より多くなると、ＰｂＯ以外の成分が相対的に少なくなり
、ガラスが熱的に不安定になる。一方、ＰｂＯの含有量が５０％以下であると放射線遮蔽能力が低下してしまう。
PbO is a component for shielding radiation. The content is 55 to 80%, preferably 60 to 80%, more preferably 65 to 80%, and still more preferably 70 to 80%. When the content of PbO exceeds 80%, components other than PbO are relatively reduced, and the glass becomes thermally unstable. On the other hand, if the PbO content is 50% or less, the radiation shielding ability is lowered.
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高めたり、熱的安定性を高める成分である。その含有量は０〜１０％、好ましくは０．１〜８％、より好ましくは０．１〜５％である。Ｂ2Ｏ3の含有量が１０％より多くなると、ガラスの耐水性が低下する。 B 2 O 3 is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass to increase the meltability and formability, and to increase the thermal stability. Its content is 0-10%, preferably 0.1-8%, more preferably 0.1-5%. When the content of B 2 O 3 is more than 10%, the water resistance of the glass is lowered.
Ａ１2Ｏ3は、ガラスの熱的安定性を高くする成分である。その含有量は０〜１０％、好ましくは０．１〜８％、より好ましくは０．１〜５％である。Ａｌ2Ｏ3の含有量が１０％より多くなると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融や成形が難しくなったり、放射線遮蔽能力が落ちる。 A1 2 O 3 is a component that increases the thermal stability of the glass. Its content is 0-10%, preferably 0.1-8%, more preferably 0.1-5%. When the content of Al 2 O 3 is more than 10%, the high temperature viscosity of the glass becomes high, melting and molding become difficult, and radiation shielding ability is lowered.
ＳｒＯやＢａＯは、ガラスの粘度や失透性を調整する成分であり、放射線遮蔽能力を高める成分である。その含有量はそれぞれ０〜１０％、好ましくは０〜８％、より好ましくは０〜５％である。ＳｒＯやＢａＯの含有量が１０％より多くなると、ガラスが熱的に不安定になる。 SrO and BaO are components that adjust the viscosity and devitrification of glass and are components that increase the radiation shielding ability. The content is 0 to 10%, preferably 0 to 8%, more preferably 0 to 5%. If the content of SrO or BaO exceeds 10%, the glass becomes thermally unstable.
Ｎａ2ＯやＫ2Ｏは、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。その含有量はそれぞれ０〜１０％、好ましくは０〜８％、より好ましくは１〜５％である。これらの含有量が１０％より多くなると、放射線遮蔽能力が低下する。 Na 2 O or K 2 O is a component that lowers the high-temperature viscosity of the glass and improves the meltability and moldability. The content is 0 to 10%, preferably 0 to 8%, more preferably 1 to 5%. If these contents are more than 10%, the radiation shielding ability decreases.
Ｓｂ2Ｏ3は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、１００〜２００００ｐｐｍ（好ましくは、２００〜２００００ｐｐｍ、５００〜２００００ｐｐｍ、１０００〜２００００ｐｐｍ、５０００超〜２００００ｐｐｍ、５５００〜２００００ｐｐｍ、６０００〜２００００ｐｐｍ）である。Ｓｂ2Ｏ3の含有量が１００ｐｐｍよりも少なくなると、清澄力が得られ難くなり、ガラス内の泡を低減し難くなる。また、Ｓｂ2Ｏ3の含有量が２００００ｐｐｍより多くなると、Ｓｂ2Ｏ3が高価であるため、原料コストが上昇することになる。 Sb 2 O 3 is a component that acts as a fining agent. The content is 100 to 20000 ppm (preferably 200 to 20000 ppm, 500 to 20000 ppm, 1000 to 20000 ppm, more than 5000 to 20000 ppm, 5500 to 20000 ppm, 6000 to 20000 ppm). When the content of Sb 2 O 3 is less than 100 ppm, it becomes difficult to obtain clarification power and it is difficult to reduce bubbles in the glass. On the other hand, when the content of Sb 2 O 3 exceeds 20000 ppm, the cost of raw materials increases because Sb 2 O 3 is expensive.
Ｃｌ2は、清澄剤として作用する成分である。その含有量は、０〜２００００ｐｐｍ、好ましくは２００〜２００００ｐｐｍ、より好ましくは５００〜２００００ｐｐｍ、さらに好ましくは１０００〜１００００ｐｐｍである。Ｃｌ2の含有量が２００００ｐｐｍより多くなると、Ｃｌ2の揮発量が多くなり過ぎてガラスが変質し易くなる。尚、Ｃｌ2の含有量は、ガラス中の残存量を指している。 Cl 2 is a component that acts as a fining agent. The content is 0 to 20000 ppm, preferably 200 to 20000 ppm, more preferably 500 to 20000 ppm, and still more preferably 1000 to 10,000 ppm. When the content of Cl 2 is more than 20000 ppm, the volatilization amount of Cl 2 becomes too large and the glass is likely to be altered. The content of Cl 2 indicates the remaining amount in the glass.
本実施形態において清澄剤として使用するＳｂ2Ｏ3は、９００℃以上の温度域でＳｂイオンの価数変化による化学反応により多量の清澄ガス（酸素ガス）を発生する。特に１０００〜１２００℃の低温で清澄ガスを多量に発生する。また、Ｃｌ2は９００℃以上の温度域で分解、揮発して清澄ガス（塩素ガス等）を発生する。したがって、清澄剤としてＳｂ2Ｏ3やＣｌ2を使用することにより、ガラス化反応時から均質化溶融時にかけての温度域が低温であっても、高い清澄効果が得られるため、着色や泡が存在しない放射線遮蔽ガラスを効率よく得ることができる。 Sb 2 O 3 used as a fining agent in the present embodiment generates a large amount of fining gas (oxygen gas) by a chemical reaction due to a valence change of Sb ions in a temperature range of 900 ° C. or higher. In particular, a large amount of clarified gas is generated at a low temperature of 1000 to 1200 ° C. In addition, Cl 2 decomposes and volatilizes in a temperature range of 900 ° C. or higher to generate a clarified gas (chlorine gas or the like). Therefore, by using Sb 2 O 3 or Cl 2 as a fining agent, even if the temperature range from the vitrification reaction to the homogenization melting is low, a high fining effect can be obtained. The radiation shielding glass which does not exist can be obtained efficiently.
なお、ガラスの特性を損なわない範囲で他の成分を１０％まで添加できる。 In addition, other components can be added up to 10% as long as the properties of the glass are not impaired.
本実施形態の放射線遮蔽ガラスを製造するに際しては、溶融炉でガラス原料を溶融して溶融ガラスとした後にその溶融ガラスを成形して板ガラスとする工程で、板ガラスがロールアウト法により成形される。 In manufacturing the radiation shielding glass of the present embodiment, the glass sheet is formed by a roll-out method in a step of forming the molten glass after forming the molten glass by melting the glass raw material in a melting furnace.
このロールアウト法について詳述すると、図１に示すように、溶融炉１の内部で溶融された溶融ガラス２を、一対の成形ロール３の相互間隙間を通過させることにより、帯状のガラスリボン４を成形し、このガラスリボン４を冷却しつつ、複数の搬送ロール５によって搬送することにより、板ガラスを成形する手法である。そして、この板ガラスが、最終的に上記の放射線遮蔽ガラスとなる。
The roll-out method will be described in detail. As shown in FIG. 1, the molten glass 2 melted in the melting furnace 1 is passed through the gap between the pair of forming
本発明の実施例１〜２４として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、２４種類のガラス組成に対して、密度、ガンマ線減弱係数、歪点、液相温度、液相粘度、及び透過率（厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率）を測定した。その結果を、下記の表１に示す。 As Examples 1 to 24 of the present invention, regarding radiation shielding glass for PET inspection (gamma ray shielding glass), density, gamma ray attenuation coefficient, strain point, liquidus temperature, liquidus viscosity, And transmittance (total light transmittance at a wavelength of 400 nm for a thickness of 10 mm) was measured. The results are shown in Table 1 below.
まず、表１に示す組成を有するガラスとなるように原料を調合し、石英ルツボに調合バッチを入れ、表１に示した１１５０℃で１時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、徐冷後、各評価のための試料ガラスを作製した。 First, the raw materials were prepared so as to become a glass having the composition shown in Table 1, the preparation batch was put into a quartz crucible, and melted at 1150 ° C. shown in Table 1 for 1 hour. Thereafter, the molten glass was poured out on a carbon plate and formed into a plate shape, and after slow cooling, a sample glass for each evaluation was produced.
このようして得られた各試料について、２４種類のガラス組成に対する密度〜透過率を表１に示した。尚、表１の中で、密度〜透過率の数値として“−”の記号を付したものは、未測定であることを意味している。 Table 1 shows the density to transmittance for 24 types of glass compositions for each of the samples thus obtained. In Table 1, those with a symbol “−” as a numerical value of density to transmittance means that they have not been measured.
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。 The density was measured by the well-known Archimedes method.
ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。 The gamma ray attenuation coefficient at gamma ray energy (0.511 Mev) was calculated from the data of Photox.
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。 Moreover, the strain point was measured based on ASTM C336-71. In addition, the one where a strain point is higher is good and can suppress the thermal deformation and heat shrink of a glass substrate in a heat process.
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。 The liquidus temperature was measured as follows. The liquid phase temperature of the glass was measured by placing a well-washed 300-500 μm powdery sample in a platinum boat, holding it in an electric furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 500 ° C. for 48 hours, and then releasing it in the air. After cooling, the temperature at which crystals began to precipitate in the glass was measured.
液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。 The liquid phase viscosity was determined by preparing a viscosity curve from the viscosity determined by the platinum pulling method and calculating the viscosity of the glass corresponding to the liquid phase temperature from this viscosity curve.
透過率の測定については、株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣを使用した。測定波長は３８０〜７００ｎｍであり、測定スピード（スキャンスピード）は低速、スリット幅は５ｎｍとし、サンプリングピッチは１ｎｍ（つまり１ｎｍ刻みの測定）とした。 For the measurement of transmittance, a spectrophotometer UV2500PC manufactured by Shimadzu Corporation was used. The measurement wavelength was 380 to 700 nm, the measurement speed (scan speed) was low, the slit width was 5 nm, and the sampling pitch was 1 nm (that is, measurement in increments of 1 nm).
表１から明らかなように、実施例１〜２４の放射線遮蔽ガラスは、透過率が５０％〜８０％の範囲であった。その中でも、６５％〜７５％の透過率を有するものが多く存在しており、適正な透明性を有していた。 As is clear from Table 1, the radiation shielding glasses of Examples 1 to 24 had a transmittance in the range of 50% to 80%. Among them, many having a transmittance of 65% to 75% existed and had appropriate transparency.
本発明の実施例２５〜３０として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、６種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、ガンマ線減弱係数、色度、及び溶融温度を測定した。その結果を、下記の表２に示す。また、その比較例１〜４を下記の表３に示す。 As Examples 25 to 30 of the present invention, regarding radiation shielding glass (gamma ray shielding glass) for PET inspection, density, thermal expansion coefficient α, strain point, liquidus temperature, liquidus viscosity with respect to six kinds of glass compositions. Gamma ray attenuation coefficient, chromaticity, and melting temperature were measured. The results are shown in Table 2 below. Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 3 below.
まず、表２、３に示す組成を有するガラスとなるように原料を調合し、石英ルツボに調合バッチを入れ、表２、３に示した各温度で１時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、徐冷後、各評価のための試料ガラスを作製した。 First, raw materials were prepared so as to be glasses having the compositions shown in Tables 2 and 3, and the preparation batch was put in a quartz crucible and melted at each temperature shown in Tables 2 and 3 for 1 hour. Thereafter, the molten glass was poured out on a carbon plate and formed into a plate shape, and after slow cooling, a sample glass for each evaluation was produced.
このようして得られた各試料について、６種類のガラス組成に対する密度〜溶融温度を表２、３に示した。 For each sample thus obtained, Tables 2 and 3 show the density to the melting temperature for six types of glass compositions.
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。 The density was measured by the well-known Archimedes method.
熱膨張係数αは、直径５．０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状の試料を作製し、ディラトメーターで３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した。 As the thermal expansion coefficient α, a cylindrical sample having a diameter of 5.0 mm and a length of 20 mm was prepared, and an average thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. was measured with a dilatometer.
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。 Moreover, the strain point was measured based on ASTM C336-71. In addition, the one where a strain point is higher is good and can suppress the thermal deformation and heat shrink of a glass substrate in a heat process.
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。 The liquidus temperature was measured as follows. The liquid phase temperature of the glass was measured by placing a well-washed 300-500 μm powdery sample in a platinum boat, holding it in an electric furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 500 ° C. for 48 hours, and then releasing it in the air. After cooling, the temperature at which crystals began to precipitate in the glass was measured. The liquid phase viscosity was determined by preparing a viscosity curve from the viscosity determined by the platinum pulling method and calculating the viscosity of the glass corresponding to the liquid phase temperature from this viscosity curve.
ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。 The gamma ray attenuation coefficient at gamma ray energy (0.511 Mev) was calculated from the data of Photox.
色度は、以下のようにして測定、評価した。鏡面研磨した寸法２０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍ厚の試料ガラスを測定試料とした。その測定試料について株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣを用いて、１ｎｍ刻みで透過率の測定を行った。測定波長は３８０〜７００ｎｍであり、測定スピードは低速、スリット幅は５ｎｍとし、光源をＣとした場合の色度を求めた。３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲にある場合を「○」とし、その範囲を外れた場合を「×」とした。 The chromaticity was measured and evaluated as follows. A sample glass having a mirror polished size of 20 mm × 30 mm × 10 mm thickness was used as a measurement sample. Using the spectrophotometer UV2500PC manufactured by Shimadzu Corporation for the measurement sample, the transmittance was measured in increments of 1 nm. The measurement wavelength was 380 to 700 nm, the measurement speed was low, the slit width was 5 nm, and the chromaticity when the light source was C was determined. The chromaticity in the C light source calculated from the total light transmittance of 380 to 700 nm is (x coordinate, y coordinate) = (0.3101, 0.3160), (0.3250, 0.3160), (0.3250 , 0.3400), and (0.3101, 0.3400) are in the range surrounded by “◯”, and the case outside the range is “x”.
表２から明らかなように、本発明の放射線遮蔽ガラスは、０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好な放射線遮蔽能力を有していた。また、色調も良好であった。 As is apparent from Table 2, the radiation shielding glass of the present invention had a gamma ray attenuation coefficient at 0.511 Mev of 0.66 cm −1 or more, and had a good radiation shielding ability. The color tone was also good.
一方、表３から明らかなように、比較例１の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２５０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３３００、０．３５６０）であり、ガラスの透
明性が悪かった。比較例２の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２１０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３２７５、０．３５５０）であり、ガラスの透明性が悪かった。比較例３の放射線遮蔽ガラスは、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１６０、０．３４１０）であり、ガラスの透明性が悪かった。比較例４の放射線遮蔽ガラスは、Ｆｅ2Ｏ3が２１０ｐｐｍ、Ｃｒ2Ｏ3が２０ｐｐｍ、色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３２９０、０．３５７０）であり、ガラスの透明性が悪かった。表３の比較例１〜４の放射線遮蔽ガラスは、透過率が５０％未満であった。
On the other hand, as apparent from Table 3, the radiation shielding glass of Comparative Example 1 has Fe 2 O 3 of 250 ppm and chromaticity of (x coordinate, y coordinate) = (0.3300, 0.3560). The transparency of was bad. The radiation shielding glass of Comparative Example 2 had 210 ppm Fe 2 O 3 and chromaticity (x coordinate, y coordinate) = (0.3275, 0.3550), and the transparency of the glass was poor. The radiation shielding glass of Comparative Example 3 had a chromaticity of (x coordinate, y coordinate) = (0.3160, 0.3410), and the transparency of the glass was poor. The radiation shielding glass of Comparative Example 4 has Fe 2 O 3 of 210 ppm, Cr 2 O 3 of 20 ppm, and chromaticity (x coordinate, y coordinate) = (0.3290, 0.3570), and the transparency of the glass. Was bad. The radiation shielding glasses of Comparative Examples 1 to 4 in Table 3 had a transmittance of less than 50%.
本発明の実施例３１〜３８として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、８種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、ガンマ線減弱係数、色調、泡、及び溶融温度を測定した。その結果を、下記の表４に示す。また、その比較例５〜７を下記の表５に示す。 As Examples 31 to 38 of the present invention, regarding radiation shielding glass (gamma ray shielding glass) for PET inspection, density, thermal expansion coefficient α, strain point, liquidus temperature, liquidus viscosity with respect to eight kinds of glass compositions. Gamma ray attenuation coefficient, color tone, foam, and melting temperature were measured. The results are shown in Table 4 below. Comparative Examples 5 to 7 are shown in Table 5 below.
まず、表４、５に示す組成を有するガラスとなるように原料を調合し、石英ルツボに調合バッチを入れ、表４、５に示した各温度で１時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、徐冷後、各評価のための試料ガラスを作製した。 First, the raw materials were prepared so as to become glasses having the compositions shown in Tables 4 and 5, and the preparation batch was put into a quartz crucible and melted at each temperature shown in Tables 4 and 5 for 1 hour. Thereafter, the molten glass was poured out on a carbon plate and formed into a plate shape, and after slow cooling, a sample glass for each evaluation was produced.
このようして得られた各試料について、密度、熱膨張係数、液相温度、液相粘度、ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数、色調、泡、溶融温度を表４、５に示した。 For each sample thus obtained, Tables 4 and 5 show the density, thermal expansion coefficient, liquidus temperature, liquidus viscosity, gamma ray attenuation coefficient in gamma ray energy (0.511 Mev), color tone, foam, and melting temperature. Indicated.
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。 The density was measured by the well-known Archimedes method.
熱膨張係数αは、直径５．０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状の試料を作製し、ディラトメーターで３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した。 As the thermal expansion coefficient α, a cylindrical sample having a diameter of 5.0 mm and a length of 20 mm was prepared, and an average thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. was measured with a dilatometer.
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。 Moreover, the strain point was measured based on ASTM C336-71. In addition, the one where a strain point is higher is good and can suppress the thermal deformation and heat shrink of a glass substrate in a heat process.
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。 The liquidus temperature was measured as follows. The liquid phase temperature of the glass was measured by placing a well-washed 300-500 μm powdery sample in a platinum boat, holding it in an electric furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 500 ° C. for 48 hours, and then releasing it in the air. After cooling, the temperature at which crystals began to precipitate in the glass was measured. The liquid phase viscosity was determined by preparing a viscosity curve from the viscosity determined by the platinum pulling method and calculating the viscosity of the glass corresponding to the liquid phase temperature from this viscosity curve.
ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。 The gamma ray attenuation coefficient at gamma ray energy (0.511 MeV) was calculated from the Photox data.
ガラスの色調は、成形したガラスを厚さが１０ｍｍとなるように鏡面研磨し、目視で着色度合いを確認するとともに、島津製作所製分光光度計ＵＶ２５００ＰＣで３８０ｎｍから７００ｎｍにおける透過率を測定し、透過率が８０％以上を「○」とし、透過率が８０％未満を「×」とした。 As for the color tone of the glass, the molded glass is mirror-polished so as to have a thickness of 10 mm, the degree of coloring is visually confirmed, and the transmittance from 380 nm to 700 nm is measured with a spectrophotometer UV2500PC manufactured by Shimadzu Corporation. Of 80% or more was evaluated as “◯”, and transmittance of less than 80% was evaluated as “x”.
ガラスの泡は、実体顕微鏡（１００倍）によって評価し、泡のないガラスを「○」とし、泡が認められたガラスを「×」とした。 Glass bubbles were evaluated by a stereomicroscope (100 times). Glass without bubbles was designated as “◯”, and glass with bubbles was designated as “x”.
表４から明らかなように、本発明の放射線遮蔽ガラスは、０、５１ｌＭｅＶにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好な放射線遮蔽能力を有していた。また、色調も良好であり、泡品位も良好であった。 As is apparent from Table 4, the radiation shielding glass of the present invention had a gamma ray attenuation coefficient of 0.66 cm −1 or more at 0, 51 lMeV and had good radiation shielding ability. Moreover, the color tone was also good and the foam quality was also good.
一方、表５から明らかなように、比較例５の放射線遮蔽ガラスは、清澄剤としてＳｎＯ2を使用したため、泡品位が悪かった。また、比較例６の放射線遮蔽ガラスは、清澄剤としてＡｓ2Ｏ3を使用し、溶融温度が１４５０℃と高かったため、ガラスが着色していた。比較例７の放射線遮蔽ガラスは、ＰｂＯの含有量が３３．０％と少なかったため、ガンマ線のエネルギー０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．３４ｃｍ-1と小さく、放射線遮蔽能力が劣っていた。 On the other hand, as apparent from Table 5, the radiation shielding glass of Comparative Example 5 used SnO 2 as a fining agent, and therefore the foam quality was poor. Moreover, since the radiation shielding glass of Comparative Example 6 used As 2 O 3 as a fining agent and the melting temperature was as high as 1450 ° C., the glass was colored. Since the radiation shielding glass of Comparative Example 7 had a low PbO content of 33.0%, the gamma ray attenuation coefficient at a gamma ray energy of 0.511 Mev was as small as 0.34 cm −1 and the radiation shielding ability was inferior.
本発明の実施例３９〜４６として、ＰＥＴ検査用の放射線遮蔽ガラス（ガンマ線遮蔽ガラス）について、８種類のガラス組成に対して、密度、熱膨張係数α、歪点、液相温度、液相粘度、及びガンマ線減弱係数を測定した。その結果を、下記の表６に示す。また、その比較例８、９を下記の表７に示す。 As Examples 39 to 46 of the present invention, regarding radiation shielding glass (gamma ray shielding glass) for PET inspection, density, thermal expansion coefficient α, strain point, liquidus temperature, liquidus viscosity with respect to eight kinds of glass compositions. , And gamma ray attenuation coefficient were measured. The results are shown in Table 6 below. Comparative examples 8 and 9 are shown in Table 7 below.
まず、表６、７に示す組成を有するガラスとなるように原料を調合し、石英ルツボに調合バッチを入れ、表６、７に示した１１５０℃で１時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、徐冷後、各評価のための試料ガラスを作製した。 First, raw materials were prepared so as to be glasses having the compositions shown in Tables 6 and 7, and the preparation batch was put into a quartz crucible and melted at 1150 ° C. shown in Tables 6 and 7 for 1 hour. Thereafter, the molten glass was poured out on a carbon plate and formed into a plate shape, and after slow cooling, a sample glass for each evaluation was produced.
このようして得られた各試料について、密度、熱膨張係数、液相温度、液相粘度、ガンマ線のエネルギー（０．５１１Ｍｅｖ）におけるガンマ線減弱係数を表６、７に示した。 Tables 6 and 7 show the gamma ray attenuation coefficient of each sample thus obtained in terms of density, thermal expansion coefficient, liquidus temperature, liquidus viscosity, and gamma ray energy (0.511 Mev).
密度は、周知のアルキメデス法で測定した。 The density was measured by the well-known Archimedes method.
熱膨張係数αは、直径５．０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状の試料を作製し、ディラトメーターで３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した。 As the thermal expansion coefficient α, a cylindrical sample having a diameter of 5.0 mm and a length of 20 mm was prepared, and an average thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. was measured with a dilatometer.
また、歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６―７１に基づいて測定した。なお、歪点は高い方が良く、熱工程におけるガラス基板の熱変形や熱収縮を抑えることができる。 The strain point was measured based on ASTM C336-71. In addition, the one where a strain point is higher is good and can suppress the thermal deformation and heat shrink of a glass substrate in a heat process.
液相温度は次のようにして測定した。ガラスの液相温度は、十分に洗浄した３００〜５００μｍの粉末状の試料を白金製のボートに入れ、８００℃から５００℃の温度勾配を有する電気炉に４８時間保持した後、空気中で放冷し、次いでガラス中に結晶が析出し始めた温度を測定した。液相粘度は、白金引き上げ法で求めた粘度から粘度曲線を作成し、この粘度曲線から液相温度に相当するガラスの粘度を算出することで求めた。 The liquidus temperature was measured as follows. The liquid phase temperature of the glass was measured by placing a well-washed 300-500 μm powdery sample in a platinum boat, holding it in an electric furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 500 ° C. for 48 hours, and then releasing it in the air. After cooling, the temperature at which crystals began to precipitate in the glass was measured. The liquid phase viscosity was determined by preparing a viscosity curve from the viscosity determined by the platinum pulling method and calculating the viscosity of the glass corresponding to the liquid phase temperature from this viscosity curve.
ガンマ線のエネルギー（０．５１１ＭｅＶ）におけるガンマ線減弱係数は、Ｐｈｏｔｘのデータから計算によって算出した。 The gamma ray attenuation coefficient at gamma ray energy (0.511 MeV) was calculated from the Photox data.
表６から明らかなように、本発明のＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽ガラスは、０．５１１Ｍｅｖにおけるガンマ線減弱係数が０．６６ｃｍ-1以上であり、良好なガンマ線遮蔽能力を有していた。 As apparent from Table 6, the gamma ray shielding glass for PET inspection of the present invention had a gamma ray attenuation coefficient at 0.511 Mev of 0.66 cm −1 or more, and had a good gamma ray shielding ability.
一方、表７から明らかなように、比較例８のガンマ線遮蔽ガラスは、ガラス内のＰｂＯ含有量が３７％と少なかったため、ガンマ線減弱係数が０．３６ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。また、比較例９のガンマ線遮蔽ガラスも、ガラス内のＰｂＯ含有量が３３％と少なかったため、ガンマ線減弱係数が０．３４ｃｍ-1であり、ガンマ線遮蔽能力が小さかった。 On the other hand, as is apparent from Table 7, the gamma ray shielding glass of Comparative Example 8 had a small PbO content of 37% in the glass, so that the gamma ray attenuation coefficient was 0.36 cm −1 and the gamma ray shielding ability was small. . The gamma ray shielding glass of Comparative Example 9 also had a small gamma ray attenuation coefficient of 0.34 cm −1 because the PbO content in the glass was as low as 33%, and the gamma ray shielding ability was small.
本発明の放射線遮蔽ガラスは、医療用ガンマ線遮蔽窓または医療用ガンマ線遮蔽防護衝立として好適であり、特にＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽窓またはＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽防護衝立として好適である。なお、本発明の放射線遮蔽ガラスは、原子炉に用いるガンマ線照射室、核分裂物質処理用ホットケープ、加速器（ベータートロン、ライナック等）の覗き窓、Ｘ線の防護板、携帯用放射線プロテクター、鉛ガラスブロック、放射線遮蔽メガネ等にも好適に使用可能である。 The radiation shielding glass of the present invention is suitable as a medical gamma ray shielding window or a medical gamma ray shielding protective screen, and particularly suitable as a PET examination gamma ray shielding window or a PET examination gamma ray shielding protective screen. The radiation shielding glass of the present invention includes a gamma irradiation chamber used in a nuclear reactor, a fission material processing hot cape, a viewing window of an accelerator (betatron, linac, etc.), an X-ray protective plate, a portable radiation protector, and lead glass. It can be suitably used for blocks, radiation shielding glasses, and the like.
１ 溶融炉
２ 溶融ガラス
３ 成形ロール
４ ガラスリボン
５ 搬送ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melting furnace 2
上記第１の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し（但し、Ｇｄ 2 Ｏ 3 １％以上の場合を除く）、厚さ１０ｍｍについての波長４００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であり、且つ３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標，ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることに特徴づけられる。ここで、上記の厚さ「１０ｍｍについて」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板厚が１０ｍｍの板ガラスと仮定した場合についての事項を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。なお、以下で記載する％表示は、質量％を指す。 The radiation shielding glass according to the present invention, which was created to solve the first problem, is expressed by mass% and has a glass composition of SiO 2 10 to 35%, PbO 55 to 80%, B 2 O 3 0 to 0. 10%, Al 2 O 3 0-10%, SrO 0-10%, BaO 0-10%, Na 2 O 0-10%, K 2 O 0-10% (provided Gd 2 O 3 1 % except in the case of higher) state, and are a total light transmittance of 50% or more at a wavelength 400nm for a thickness of 10 mm, and the chromaticity in the C light source is calculated from the total light transmittance of 380~700nm is (x-coordinate , Y coordinate) = (0.3101, 0.3160), (0.3250, 0.3160), (0.3250, 0.3400), within the range surrounded by (0.3101, 0.3400) It is characterized by being. Here, the above-mentioned thickness “about 10 mm” means the matter when the radiation shielding glass is assumed to be a plate glass having a plate thickness of 10 mm, and “total light transmittance” means about the plate glass. Means the average total light transmittance (hereinafter the same). In addition, the% display described below points out the mass%.
また、上記第２の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは、質量％表示で、ガラス組成として、ＳｉＯ2 １０〜３５％、ＰｂＯ ５５〜８０％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜１０％、Ｋ2Ｏ ０〜１０％を含有し（但し、Ｇｄ 2 Ｏ 3 １％以上の場合を除く）、ＰＥＴ検査用ガンマ線遮蔽材に用い、且つ３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標，ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることに特徴づけられる。 In addition, the radiation shielding glass according to the present invention, which was created to solve the second problem, is expressed by mass% and has a glass composition of SiO 2 10 to 35%, PbO 55 to 80%, B 2 O 3. 0~10%, Al 2 O 3 0~10 %, SrO 0~10%, BaO 0~10%, Na 2 O 0~10%, containing K 2 O 0~10% (however, Gd 2 O 3 Except for the case of 1% or more), the chromaticity of the C light source used for the PET gamma ray shielding material and calculated from the total light transmittance of 380 to 700 nm is (x coordinate, y coordinate) = (0.3101 , 0.3160), (0.3250, 0.3160), (0.3250, 0.3400), and (0.3101, 0.3400) .
この場合において、上記第１の課題及び第２の課題を解決するために創案された本発明に係る放射線遮蔽ガラスは何れも、３８０〜７００ｎｍの全光線透過率から算出されるＣ光源における色度が（ｘ座標、ｙ座標）＝（０．３１０１、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３１６０）、（０．３２５０、０．３４００）、（０．３１０１、０．３４００）で囲まれた範囲内であることを特徴としている。ここで、上記の「色度」とは、当該放射線遮蔽ガラスを板ガラスと仮定した場合に、板厚が１０ｍｍの板ガラスの測定値を意味し、また「全光線透過率」とは、その板ガラスについての平均全光線透過率を意味する（以下、同様）。 In this case, none of the radiation shielding glass according to the present invention was invented in order to solve the above first problem and the second problem, the chromaticity in the C light source is calculated from the total light transmittance of 380~700nm Is surrounded by (x coordinate, y coordinate) = (0.3101, 0.3160), (0.3250, 0.3160), (0.3250, 0.3400), (0.3101, 0.3400) It is characterized by being within the specified range. Here, the above “chromaticity” means a measured value of a plate glass having a plate thickness of 10 mm when the radiation shielding glass is assumed to be a plate glass, and “total light transmittance” means the plate glass. Mean total light transmittance (hereinafter the same).
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