JP2013044737A

JP2013044737A - 放射線遮蔽具

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Publication number: JP2013044737A
Application number: JP2011193324A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Suzuki; 康昭鈴木
Original assignee: SELF KK
Current assignee: SELF KK
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-03-04

Abstract

【課題】放射線遮蔽材としては、鉛、鉛合金、アンチモン含有物等が用いられてきたが、これらは十分な遮蔽能力を発生するには、十分な厚さが必要なため、重量が重く、又融点が低いため、高温の場所では使えない等の数多くの欠点を有していた。
遮蔽物としてタングステンを用いることも、検討されていたが、材料が高比重で、硬質、かつ脆性材料であるため、切断や加工が難しく、特に柔軟な屈折等が必要な部位では破損しやすく、遮蔽材と遮蔽材との間の空間の処理が困難であった。
【解決手段】遮蔽物としてタングステンを用いる場合のこれらの多くの問題点を解決し、軽量で、かつ柔軟性があり、かつ安価に製造でき、現在の世界の最大の問題である放射能汚染物質を長期間遮断できる画期的な放射線遮断具を提供するものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、放射線遮断具、及びその製造方法に関する。

本年、原子力発電所での設備事故により発生した広域放射線汚染災害が、国内、国際の最大の課題となっている。
また医療用の放射線治療現場においても、軽量で信頼性のおける放射線遮断具が望まれてきたが未だ満足するものがなかった。
従来より放射線遮蔽材としては、鉛、鉛合金、アンチモン含有物等が用いられてきたが、これらは十分な遮蔽能力を発生するには、十分な厚さが必要なため、重量が重く、又融点が低いため、高温の場所では使えない等の数多くの欠点を有していた。

そのため、遮蔽物としてタングステンを用いることも、検討されていたが、材料が高比重で、硬質、かつ脆性材料であるため、切断や加工が難しく、特に柔軟な屈折等が必要な部位では破損しやすく、遮蔽材と遮蔽材との間の空間の処理が困難であった。

本発明は、遮蔽物としてタングステンを用いる場合のこれらの多くの問題点を解決し、軽量で、かつ柔軟性があり、かつ安価に製造できる画期的な放射線遮断具、及びその製造方法を提供するものである。

放射線遮蔽率の高い材料としてタングステン、又はタングステン化合物、又はタングステン基合金のいずれか、又は他の重金属との混合物等（以下「タングステン等」という）を用い、
前記「タングステン等」による遮蔽粒子１に対し、造膜材６を混合した混合遮蔽材７を、
綿、麻、又は絹等の自然繊維、及び／又は合成繊維、及び／又は不織布、及び／又は、紙等で構成された布体８に、塗布、張付、焼付け、又は印刷等の方法による塗布手段で、一体化した遮蔽布９を構成し、
遮蔽布９と、別片の遮蔽布９とは、接着、溶着、縫合、ボタン止め、又は面ファスナー等の結合手段１１により結合され、種々の形状の放射線遮蔽部材１２を形成することを特徴とする放射線遮蔽具を提供する。

前記「タングステン等」による遮蔽粒子１に対し、前記遮蔽粒子１の表面が、高分子樹脂材２により包囲されて表面に露出しない様混合した被覆遮蔽粒子３に対し、造膜材６を混合した混合遮蔽材７を、
綿、麻、又は絹等の自然繊維、及び／又は合成繊維、及び／又は不織布、及び／又は、紙等で構成された布体８に、塗布、張付、焼付け、又は印刷等の方法による塗布手段で、一体化した遮蔽布９を構成し、
遮蔽布９と、別片の遮蔽布９とは、接着、溶着、縫合、ボタン止め、又は面ファスナー等の結合手段１１により結合され、種々の形状の放射線遮蔽部材１２を形成することを特徴とする放射線遮蔽具を提供する。

前記遮蔽布９の片側、及び／又は両側の表面には、保護層１０を設けることにより、遮蔽布９の摩耗防止と、人体への直接の接触による被害を防止することを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の放射線遮蔽具を提供する。

遮蔽粒子１の粉末粒径は、最小１０μメーター以上〜最大３００μメーター以下の範囲で形成されることを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３記載の放射線遮蔽具を提供する。

放射線遮蔽部材１２は、放射線防護服、又はジャケット、又はベスト、又はズボン、又はヘルメット、又はヘルメット内装体、又は帽子、又は手袋、又は靴、又は長靴、又はコート、又は靴下等の人が装着する遮断部材に適用することを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項４記載の放射線遮蔽具を提供する。

放射線汚染物を封入した遮蔽袋１３を入れる密封容器１６は、強度を有する鉄、ステンレス、アルミ等の金属、又はＦＲＰ樹脂、ポリウレタン樹脂、カーボンファイバー強化型樹脂、等の合成樹脂製の材料、又は合成ゴム系樹脂等で構成されることを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項４、又は請求項５記載の放射線遮蔽具を提供する。

密封容器１６の内面、及び／又は外面にコーテイング層１７を設けることを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項４、又は請求項５、又は請求項６記載の放射線遮蔽具を提供する。

（１）被覆遮蔽粒子３は、高分子樹脂２によりコーティングされているため、遮蔽粒子１の酸化や反応を起こさない。
（２）遮蔽布９の片側及び／又は両側の表面には、保護層１０を設けることにより、遮蔽布９の摩耗防止と、人体への直接の接触による被害を防止することができる。
（３）軽量で、かつ柔軟性があり、かつ安価に製造できる画期的な放射線遮断具を提供するものである。
（４）遮蔽布９と、別片の遮蔽布９とは、接着、溶着、縫合、ボタン止め、又は面ファスナー等の結合手段１１により結合され、種々の形状の放射線遮蔽部材１２を形成することができる。
（５）放射線遮蔽部材１２として、放射線防護服、ジャケット、ベスト、ズボン、ヘルメット、ヘルメット内装体、手袋、靴、長靴、コート、靴下等の人が装着する遮断部材に適用することができる。
（６）遮蔽袋１３の中に、放射線汚染土１４、及び／又は放射線汚染瓦礫１５を閉じ込めて、遮蔽袋１３の開口部１３ａを閉塞し、外部への放射線を遮断することができる。
（７）遮蔽袋１３を、密封容器１６の中に入れて、密封容器１６は、強度を有する鉄、ステンレス、アルミ等の金属、又はＦＲＰ樹脂、ポリウレタン樹脂、カーボンファイバー強化型樹脂、等の合成樹脂製の材料、又は合成ゴム系樹脂等で構成されたり、密封容器１６の内面、及び／又は外面にコーテイング層１７を設けることにより密封容器１６の腐食等を防ぐことにより１００年以上の長期保管が可能となる。

実施例の拡大模式図である。被覆遮蔽粒子３を用いた実施例の拡大模式図である。遮蔽布９の結合手段１１を示す概略断面図である。実施例の遮蔽袋１３を示す断面図である。遮蔽袋１３を密封容器１６の中に入れ長期保存構造を示す断面図である。実施例の放射線遮蔽効果を示す図である。

本発明は、遮蔽物として放射線遮蔽率の高い材料としてタングステン、又はタングステン化合物、又はタングステン基合金のいずれか、又は他の重金属との混合物等（以下「タングステン等」という）を用いることにより、これらの多くの問題点を解決し、軽量で、かつ柔軟性があり、かつ安価に製造できる画期的な放射線遮蔽具、及びその製造方法を提供するものである。

なお、本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

以下、本発明の実施例について、詳細な説明をする。
放射線遮蔽率の高い材料としては、タングステン、又はタングステン化合物、又はタングステン基合金のいずれか、又は他の重金属との混合物等（以下「タングステン等」という）を用いる。他の重金属とは、銅、ニッケル、クローム、マンガン、錫、鉛、亜鉛、アンチモン等の放射線遮蔽能力のある金属を指す。

図１は、実施例の拡大模式図に示すように、水膨潤性のアミノ酸からなる分散材４と、水の蒸発により共重合反応により硬化する反応型エマルジョン５とを混合して造膜材６とし、前記遮蔽粒子１、又は被覆遮蔽粒子３と前記造膜材６を混合した混合遮蔽材７を、形成する。

又は、図２の拡大模式図に示すように、前記「タングステン等」による遮蔽粒子１に対し、前記遮蔽粒子１の表面が、高分子樹脂材２により包囲されて表面に露出しない様混合した被覆遮蔽粒子３を形成することにより、更に遮蔽粒子１に対する酸化や、反応を防止し、性能を高めることができる。

水膨潤性のアミノ酸からなる分散材４と、水の蒸発により共重合反応により硬化する反応型エマルジョン５とを混合して造膜材６とし、前記遮蔽粒子１、又は被覆遮蔽粒子３と前記造膜材６を混合した混合遮蔽材７を、形成する。
混合遮蔽材７を、綿、麻、又は絹等の自然繊維、及び／又は合成繊維、及び／又は不織布、及び／又は、紙等で構成された布体８に、塗布、張付、焼付け、又は印刷等の方法による塗布手段で、一体化した遮蔽布９を形成する。

加えて遮蔽布９の片側及び／又は両側の表面には、保護層１０を設けることにより、物や人体へのべたつき防止、及び遮蔽布９の摩耗防止と、人体への直接の接触による被害を防止することができる。
図３に示す如く、遮蔽布９と、別片の遮蔽布９とは、接着、溶着、縫合、ボタン止め、又は面ファスナー等の結合手段１１により結合され、種々の形状の放射線遮蔽部材１２を形成することができる。

「タングステン等」の遮蔽粒子１の詳細は、
最小粉末粒径は、最小１０μメーター以上〜最大３００μメーター以下の範囲で形成される。
最小粉末粒径は、最小１０μメーター以上とするのは、それ未満では粉砕が難しく、又コスト的にも困難であるからである。
又、最大３００μメーター以下とするのは、それを超えると、遮蔽粒子１の保持が難しくなり混合遮蔽材７、又は遮蔽布９が破損しやすくなるためである。
遮蔽粒子１の配合量は、混合遮蔽材７の１００重量部に対して、
遮蔽粒子１は、１０重量部〜８０重量部の範囲で適宣選択することができる。

次に図２の高分子樹脂材２は、溶解溶液となっておりこれに、遮蔽粒子１を混合することにより表面全体をコーティングすることができ、その固化した混合物である被覆遮蔽粒子３を形成する。
高分子樹脂材２の詳細は、
例えば、アクリル樹脂、又はエポキシ樹脂、又はウレタン樹脂、又はポリエステル樹脂、又はＡＢＳ樹脂等のいずれか、又は混合物で構成される。
このコーティングにより遮蔽粒子１が水と接触しないため酸化や反応を防止できる。

次に、水膨潤性のアミノ酸からなる分散材４と、水の蒸発により共重合反応により硬化する反応型エマルジョン５とを混合した造膜材６に、遮蔽粒子１、又は被覆遮蔽粒子３を加える。
その場合、被覆遮蔽粒子３は、高分子樹脂２によりコーティングされているため、酸化や反応を防止する効果を有する。

分散材４の詳細は、
水や、有機溶剤により膨順するハニカム構造等のアミノ酸で構成され、ポリグルタミン酸等を用いることができる。
例えば、ポリグルタミン酸の配合量は、混合遮蔽材７の１００重量部に対して、ポリグルタミン酸の分散材４は、２重量部〜１０重量部の範囲で適宣選択することができる。

次に、反応型エマルジョン５の詳細は、
水の蒸発によって共重合反応を行い硬化する。
反応型エマルジョン５の材質としては、
メタアクリル酸とエステルエマルジョンの組合せ、
又はウレタンとエステルエマルジョンの組合せ、
又はアクリル酸とアクリルエマルジョンの組合せ、
又はアクリル酸と酢酸ビニルエマルジョンとの組合せ、
又はアクリル酸と、スチレンエマルジョンとの組合せ、
又はエポキシとエステルエマルジョンとの組合せ、
又はエポキシと酢酸ビニルエマルジョンとの組合せ、
又はこれらのいずれか、又は混合物を用いることができる。

例えば、メタアクリル酸と、エステルエマルジョンの組合せを用いる場合の配合量は、混合遮蔽材７の１００重量部に対して、反応型エマルジョン５は、８重量部〜３０重量部の範囲で適宣選択することができる。
反応型エマルジョン５は、当初、未硬化の状態で用いられる。
又反応型エマルジョン５は、粘度が小さいため、遮蔽粒子１を多量に含有できる効果があり、本発明の重要な技術要素である。

次に、前記混合遮蔽材７を、布体８に塗布、張付、焼付け、又はスクリーン印刷等の塗布手段により一体化して遮蔽布９を、構成する。
塗布した遮蔽布９を、早期に乾燥させるため、空気の送風により水の蒸発を促進させても良いし、また遮蔽布９を加熱して蒸発や、反応を促進しても良い。
次に、布体８の下面、及び／又は混合遮蔽材７の上面には、防水性を有する保護層１０が設けられる。
この保護層１０は、水の浸入、油、溶剤等の浸透を防ぎ、前記混合遮蔽材７の成分の変質を防ぐものである。

放射線遮蔽部材１２の例としては、放射線防護服、ジャケット、ベスト、ズボン、ヘルメット、ヘルメット内装体、帽子、手袋、靴、長靴、コート、又は靴下等の人が装着する遮断部材に適用できる。
又は放射線含有物の遮蔽袋、遮蔽カバー等の種々の物を製作することができる。

図４は、放射線遮蔽部材１２の一例である遮蔽袋１３を示すものである。
遮蔽袋１３の中に、放射線汚染土１４、及び／又は放射線汚染瓦礫１５等の放射線汚染物を、閉じ込めて遮蔽袋１３の開口部１３ａを閉塞し、外部への放射線を遮断するものである。

図５は、前記遮蔽袋１３を、密封容器１６の中に入れて長期保存するための構造を示すものである。
密封容器１６は、強度を有する鉄、ステンレス、アルミ等の金属、又はＦＲＰ樹脂、ポリウレタン樹脂、カーボンファイバー強化型樹脂、等の合成樹脂製の材料、又は合成ゴム系樹脂等で構成される。
密封容器１６が例えば１００年以上の長期に腐食しない場合は、強度を加味した密封容器１６内に入れて保管すればよい。

又、金属等で長期の保存時、腐食、破損等が考えられる場合は、密封容器１６の内面、及び／又は外面にコーテイング層１７を設けることにより密封容器１６の腐食等を防ぐことができる構成である。
コーテイング層１７は、袋状で遮蔽するのでも良いし、密封容器１６に塗装、貼付け、蒸着等の方法により設けることができる。

このような構成によりいま最大の問題となっている放射線汚染土１４、及び／又は放射線汚染瓦礫１５の長期保管が可能となるのである。
加えて最大の難問題である使用済み核燃料や、ウラン、プルトニュウム等の放射能物質の永久隔離保管ができるのである。このことは、人類にとって重大な被害を及ぼす放射能事故を阻止できる、極めて画期的な技術を提供するものである。

図６は、放射線遮断効果の１例を示すものである。
遮蔽布９の膜厚を横軸に示し、縦軸に１時間当たりの放射線の透過線量を示したものである。
放射線発生体の１時間当たりの放射線量が、２，４００μシーベルト／時であるのに対し、
膜厚が１００μメートルでは、２，０９０μシーベルト／時
膜厚が２００μメートルでは、１，６００μシーベルト／時
膜厚が５００μメートルでは、９２０μシーベルト／時
膜厚が１０００μメートルでは、４９０μシーベルト／時
膜厚が２０００μメートルでは、３２０μシーベルト／時
膜厚が３０００μメートルでは、６０μシーベルト／時
膜厚が４０００μメートルでは、１０μシーベルト／時
であった。

透過率では、
膜厚が１００μメートルでは、９７％
膜厚が２００μメートルでは、９２％
膜厚が５００μメートルでは、７９％
膜厚が１０００μメートルでは、６０％
膜厚が２０００μメートルでは、３２％
膜厚が３０００μメートルでは、１１％
膜厚が４０００μメートルでは、２％であった。

従って、２００μメートル以上から透過量が減ってきており、更に５００μメートル以上からは、急激に遮蔽効果が出て来ることを発見することができた。

例えば、膜厚が２０００μメートルでも透過率は３２％と大きく減少しており、関節部等の可動部分に使用しても柔軟性を与えることができる。
膜厚が４０００μメートルでは、透過率は２％と大幅に減少するため、放射線遮蔽部材１２として放射線防護服、ヘルメット内装体、手袋、靴、長靴、コート、靴下、又は放射線含有物の遮蔽袋、遮蔽カバー等の種々の物を製作する場合にも大幅な軽量化が図れるのである。
又、膜厚が薄くできることより経済的にも、従来品に比べ大幅に安価に製造できるのである。

本発明の活用例としては、以上説明したように、人類の現在の最大の問題となっている原子力発電所における事故、又は使用済み核燃料等の放射能含有物による放射線被爆に対し、極めて実用的手段を提供するものであり、かつ安価に製作できることによる利便性を大幅に高め、新商品による産業の発展に貢献できる極めて新規、かつ実用的な発明である。

１遮蔽粒子
２高分子樹脂材
３被覆遮蔽粒子
４分散材
５反応型エマルジョン
６造膜材
７混合遮蔽材
８布体
９遮蔽布
１０保護層
１１結合手段
１２放射線遮蔽部材
１３遮蔽袋
１３ａ遮蔽袋の開口部
１４放射線汚染土
１５放射線汚染瓦礫
１６密封容器
１７コーテイング層

Claims

放射線遮蔽率の高い材料としてタングステン、又はタングステン化合物、又はタングステン基合金のいずれか、又は他の重金属との混合物等（以下「タングステン等」という）を用い、
前記「タングステン等」による遮蔽粒子１に対し、造膜材６を混合した混合遮蔽材７を、
綿、麻、又は絹等の自然繊維、及び／又は合成繊維、及び／又は不織布、及び／又は、紙等で構成された布体８に、塗布、張付、焼付け、又は印刷等の方法による塗布手段で、一体化した遮蔽布９を構成し、
遮蔽布９と、別片の遮蔽布９とは、接着、溶着、縫合、ボタン止め、又は面ファスナー等の結合手段１１により結合され、種々の形状の放射線遮蔽部材１２を形成することを特徴とする放射線遮蔽具。
前記「タングステン等」による遮蔽粒子１に対し、前記遮蔽粒子１の表面が、高分子樹脂材２により包囲されて表面に露出しない様混合した被覆遮蔽粒子３に対し、造膜材６を混合した混合遮蔽材７を、
綿、麻、又は絹等の自然繊維、及び／又は合成繊維、及び／又は不織布、及び／又は、紙等で構成された布体８に、塗布、張付、焼付け、又は印刷等の方法による塗布手段で、一体化した遮蔽布９を構成し、
遮蔽布９と、別片の遮蔽布９とは、接着、溶着、縫合、ボタン止め、又は面ファスナー等の結合手段１１により結合され、種々の形状の放射線遮蔽部材１２を形成することを特徴とする放射線遮蔽具。
前記遮蔽布９の片側、及び／又は両側の表面には、保護層１０を設けることにより、遮蔽布９の摩耗防止と、人体への直接の接触による被害を防止することを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の放射線遮蔽具。
遮蔽粒子１の粉末粒径は、最小１０μメーター以上〜最大３００μメーター以下の範囲で形成されることを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３記載の放射線遮蔽具。
放射線遮蔽部材１２は、放射線防護服、又はジャケット、又はベスト、又はズボン、又はヘルメット、又はヘルメット内装体、又は帽子、又は手袋、又は靴、又は長靴、又はコート、又は靴下等の人が装着する遮断部材に適用することを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項４記載の放射線遮蔽具。
放射線汚染物を封入した遮蔽袋１３を入れる密封容器１６は、強度を有する鉄、ステンレス、アルミ等の金属、又はＦＲＰ樹脂、ポリウレタン樹脂、カーボンファイバー強化型樹脂、等の合成樹脂製の材料、又は合成ゴム系樹脂等で構成されることを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項４、又は請求項５記載の放射線遮蔽具。
密封容器１６の内面、及び／又は外面にコーテイング層１７を設けることを特徴とする請求項１、又は請求項２、又は請求項３、又は請求項４、又は請求項５、又は請求項６記載の放射線遮蔽具。