JP2016183952A - 次世代放射線対策素材開発システムｕｃｓｘ - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量、柔軟性に富み、耐候性に優れた放射線遮蔽素材の開発を促進する。評価試験をする前に放射線遮蔽素材の新規開発において素材の分子構造を予測して放射線遮蔽素材を効率よく製造する。【解決手段】質量減弱係数が０．０５〜０．０９で線減弱係数が０．０７〜０．３０の放射線遮蔽素材、この放射線遮蔽素材の分子構造を予測して、主材にエラストマー系材料を、副材に金属元素、化合物を充填して３Ｄプリンターに接続して製造する。主材料にはシリコーン、エラストマー、樹脂、副材には金属元素、化合物を充填するのが好ましい。【選択図】図１
Description
本発明は、放射線遮蔽に関するものである。
放射線遮蔽素材は、原子力施設、医療施設において作業者を放射線から防護する手段が必要とされている。特にガンマ（γ）線は透過力が強く、厚みのある鉛板でしか防ぐことができないと言われている。
一般に比重の高い物質はガンマ線の遮蔽に優れているため、従来は金属鉛、金属鉛を含有する素材がガンマ線の遮蔽材として利用されてきた。しかし、金属鉛には吸引毒性という人体毒性があり廃棄の時にも環境負荷が大きいといわれている。
そこで、金属鉛に代わる物質としてタングステンを含む素材が提案されている（特許文献１，２）。
そこで、金属鉛に代わる物質としてタングステンを含む素材が提案されている（特許文献１，２）。
一般に作業者の全身を覆う放射線防護服では金属元素を含有させて特殊素材やタングステンを網目にした素材での加工製品がある。また放射能汚染された核廃棄物などを貯蔵する中間貯蔵施設の建設ではコンクリートによる施設の建設と防水シートの提案がされている。
一方で作業者の全身を覆う放射線防護服に対する軽量で遮蔽性能がある新素材の要求がある。また原子力発電所で生じた放射能汚染された核廃棄物などを貯蔵する中間貯蔵施設の建設においても防水シートでは賄えない放射線遮蔽性能を有するシートに対する要求がある。また中間貯蔵施設の建設時には建設途中に運搬するトラックの荷台幌や中間貯蔵施設の仮蓋の要求もある。
上記文献にある放射線遮蔽素材は高いエネルギーのガンマ（γ）線（たとえばセシウム１３７から放出されるガンマ線エネルギーは６６２ＫｅＶである。）に対する十分な遮蔽性能を持ち加工性にも優れ、耐候性にも優れた素材は無かった。
本発明は、
より薄く軽量で柔軟性に富む放射線遮蔽素材を効率よく開発するのに必要な放射線遮蔽実験と素材開発方法をシステムとして提供することが特徴である。
より薄く軽量で柔軟性に富む放射線遮蔽素材を効率よく開発するのに必要な放射線遮蔽実験と素材開発方法をシステムとして提供することが特徴である。
本発明は基盤となる素材と遮蔽効果をもたらす金属系元素や化合物の間で見いだされた関係式を提供する。
以下に本発明の実施形態についてはシリコーン、エラストマー、金属元素、化合物、金属元素を含む化合物、酸化物、混合物を使用する。
本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的範囲において適宜変更を加えて実施することができる。
本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的範囲において適宜変更を加えて実施することができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
〈実施例１〜１４〉
シリコーンゴム、エラストマー、金属元素、金属化合物、酸化物を用いて様々な配合で均一に混錬して遮蔽素材を調整した。
シリコーンゴム、エラストマー、金属元素、金属化合物、酸化物を用いて様々な配合で均一に混錬して遮蔽素材を調整した。
〈ガンマ線の質量減弱係数の測定〉
放射線源としてユウロピウム（Ｅｕ）１５２、セシウム（Ｃｓ）１３７を用いて鉛ブロック製のコリメータの反対側にＧｅ半導体検出器を配置した。前期コリメータと前記検出器との間に、シート状の試験体（開発したい素材）を置き３００〜７００ＫｅＶの範囲のガンマ線スペクトルを測定した。
放射線源としてユウロピウム（Ｅｕ）１５２、セシウム（Ｃｓ）１３７を用いて鉛ブロック製のコリメータの反対側にＧｅ半導体検出器を配置した。前期コリメータと前記検出器との間に、シート状の試験体（開発したい素材）を置き３００〜７００ＫｅＶの範囲のガンマ線スペクトルを測定した。
各試料について質量減弱率と線減弱率を計算した。
γ線またはＸ線が物質を通過すると、物質との相互作用（光電吸収、コンプトン散乱および電子対生成）により減弱される。入射光子の数をＩ０とし、それが物質の深さｘのところでＩとなったとすると、Ｉ＝Ｉ０・ｅ−μｘなる関係式が導かれる。この式において、μが線減弱係数である。μの単位はｍ−１やｃｍ−１などである。なお、線減弱係数を物質の密度で除したものが質量減弱係数である。
γ線またはＸ線が物質を通過すると、物質との相互作用（光電吸収、コンプトン散乱および電子対生成）により減弱される。入射光子の数をＩ０とし、それが物質の深さｘのところでＩとなったとすると、Ｉ＝Ｉ０・ｅ−μｘなる関係式が導かれる。この式において、μが線減弱係数である。μの単位はｍ−１やｃｍ−１などである。なお、線減弱係数を物質の密度で除したものが質量減弱係数である。
一定方向に進む単色Ｘ線が厚さｘの物体を通過する際、Ｘ線の強度の減少量ｄＩはあたったＸ線の強度Ｉと吸収帯の厚さｄｘとに比例すると考えられる。
μは物質による比例定数で減弱係数と呼ばれる。μがｘに関係しなければ、この式を積分して，Ｃは積分定数
もしｘ＝０のときの強度をＩｏとすれば、Ｃ＝ｌｏｇ Ｉｏであることがわかる。したがって、μは同じ物質でも密度により異なり、その値は密度に比例するため、次の質量減弱係数μｍを定義できる。
この質量減弱係数μｍは状態にかかわらず物質で一定である。
各試料について質量減弱率と線減弱率を計算した
μは物質による比例定数で減弱係数と呼ばれる。μがｘに関係しなければ、この式を積分して，Ｃは積分定数
もしｘ＝０のときの強度をＩｏとすれば、Ｃ＝ｌｏｇ Ｉｏであることがわかる。したがって、μは同じ物質でも密度により異なり、その値は密度に比例するため、次の質量減弱係数μｍを定義できる。
この質量減弱係数μｍは状態にかかわらず物質で一定である。
各試料について質量減弱率と線減弱率を計算した
本発明の実施例の素材のガンマ線に対する質量減弱係数、線減弱係数から素材の密度と比重が重要な要素であることが示された。
質量減弱係数と線減弱係数を推測することで基盤素材の原料や添加物質の種類に関係なく、放射線遮蔽素材を開発できる。
質量減弱係数と線減弱係数を推測することで基盤素材の原料や添加物質の種類に関係なく、放射線遮蔽素材を開発できる。
Claims (10)
- 質量減弱係数が０．０５〜０．０９で線減弱係数が０．０７〜０．３０の放射線遮蔽素材、主たる原料はシリコーン、エラストマー、樹脂、副材料を金属元素、化合物を使用した次世代放射線対策素材開発システムＵＣＳＸ
- 質量減弱係数が０．０５〜０．０９で線減弱係数が０．３０〜０．８０の放射線遮蔽素材、主たる原料はシリコーン、エラストマー、樹脂、副材料を金属元素、化合物を使用した次世代放射線対策素材開発システムＵＣＳＸ
- 線減弱係数が０．０６〜０．３０の放射線遮蔽素材、主たる原料はシリコーン、エラストマー、樹脂、副材料を金属元素、化合物を使用した次世代放射線対策素材開発システムＵＣＳＸ
- 線減弱係数が０．０６〜０．３０の放射線遮蔽素材、主たる原料はシリコーン、エラストマー、樹脂、副材料を金属元素、化合物を使用した次世代放射線対策素材開発システムＵＣＳＸ
- 線減弱係数が０．３０〜０．８０の放射線遮蔽素材、主たる原料はシリコーン、エラストマー、樹脂、副材料を金属元素、化合物を使用した次世代放射線対策素材開発システムＵＣＳＸ
- 請求項１に記載の放射線遮蔽シート、放射線防護服、放射線遮蔽建築材。
- 請求項２に記載の放射線遮蔽シート、放射線防護服、放射線遮蔽建築材。
- 請求項２に記載の放射線遮蔽シート、特に中間貯蔵施設で使用。
- 請求項２に記載の放射線遮蔽シート、特に原子力発電施設で使用。
- 請求項２に記載の放射線遮蔽シート、特に医療施設で使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015081238A JP2016183952A (ja) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 次世代放射線対策素材開発システムｕｃｓｘ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015081238A JP2016183952A (ja) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 次世代放射線対策素材開発システムｕｃｓｘ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016183952A true JP2016183952A (ja) | 2016-10-20 |
Family
ID=57241915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015081238A Pending JP2016183952A (ja) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 次世代放射線対策素材開発システムｕｃｓｘ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016183952A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111128317A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-05-08 | 中国辐射防护研究院 | 一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统 |
-
2015
- 2015-03-26 JP JP2015081238A patent/JP2016183952A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111128317A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-05-08 | 中国辐射防护研究院 | 一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统 |
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