JP3310657B2 - Ｘ線吸収物質 - Google Patents

Ｘ線吸収物質

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は医術、即ち病気の診
断及び検査のためのレントゲン装置に用いられるＸ線造
影及びＸ線保護の物質に関する。特に、本発明は内臓式
人工臓器、体内手術、手術後の領域の状態を監視して、
外科用のナプキン、タンポン、又は外科用器具を患者の
体内に置き忘れることを防止するために、また放射線療
法等が実行される暴露領域を選定するために、また保護
用制服（エプロン、上っ張り、チョッキ、帽子等）、保
護用シールド、保護用隔離、保護用塗膜、隔離物質等を
製造するために用いられるレントゲン装置用のＸ線造影
及びＸ線保護の物質に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線吸収物質は例えば、スウェーデン特
許Ｎｏ．349366で知られており、これは物理的不純物
（15〜65％量）の形状の硫酸バリウム（BaSO4）を含有
する人造レーヨン糸を開示する。しかし，上記基布物質
に上記不純物を添加すると耐久性が急激に低下する。
【０００３】またX線吸収物質はX線造影不純物として重
合組成物に添加される酸化ビスマス、コロイド銀、ヨウ
素誘導体を含む糸の形状を成す（上記X線吸収物質の参
考文献としては、例えば、A．V．ビツルスキー，科学修
士，の要約の“生成時に添加されるX線吸収及び抗細菌
性の製剤を有する合成繊維の入手と調査”がある）。
【０００４】しかしながら、上記不純物を含有する基布
の特性を検査した結果、対比不純物粒子のマイナスの作
用により生じる繊維構造の均質性が妨害されるため、上
記不純物に基く繊維と糸の物理的及び機械的特性が悪化
することが判明した。このような不純物を含有する基布
は耐久性が不足し、その結果、その使用分野が制限され
る。
【０００５】Ｘ線吸収物質は例えば、ブルガリアの発明
者証明書No．36217，1980で知られており、これは対応
する塩溶質から形成された重金属からなるＸ線保護被膜
を有する糸の形状からなる。上述の物質とは異なり、こ
のＸ線吸収物質は溶質からの重金属の被膜の形成が初期
物質の物理的特性に影響を与えないため、良好な物理的
及び機械的特性を有する。しかしながら、被膜の幅が小
さいため、Ｘ線造影特性及びＸ線保護特性を低下させ
る。更に、洗浄、清浄等の後に、初期物質に対するＸ線
吸収被膜の接着が弱くなるため、Ｘ線造影及びＸ線保護
の特性が急激に低下する。
【０００６】Ｘ線吸収物質は例えば、発明者証明書No．
1826173Ａ61Ｂ17/56，17/00，U.S.S.R.（ソビエト社会
主義共和国連邦），1980で知られており、これは重金属
からなるＸ線吸収被膜を有する糸の形状の物質を有し、
また上記Ｘ線吸収被膜は10-6〜10-7ｍのサイズを有する
超分散性粒子(UDP)から造られて、放射が極めて弱めら
れた特性を有する（“超分散性環境によるＸ線放射の異
常な低下の現象”ロシア自然科学学会の卒業証書No．
4，優先権日：05/07/87に基く）。上記金属-含有物質の
微細な分散性混合物（10-6〜10-7ｍのサイズ）は糸の表
面、即ち基布表面に接合する。しかしながら、超分散性
粒子（10-6〜10-7ｍ）の微細な分散性混合物を使用する
ことは、特別な条件の製造、輸送、貯蔵及び技術的な処
理を必要とするため、技術的に疑問である。
【０００７】多分散性環境の物理学の分野における最近
の発見、即ち、“単一及び複合環境による浸透する放射
量子流強度の異常な変化の現象”（ロシア自然科学学会
の卒業証書No．優先権日：09/19/96に基く）の結果によ
れば、多分散性の環境は、粒子の特定な分散能力及び混
合によるその凝離が保証されるという条件下で実現さ
れ、またＸ線放射を異常に大きく低減させる能力は1ミ
クロンの１００分の１〜1,000分の１の寸法を有する多
分散性粒子をエネルギッシュに互いに連結したＸ線吸収
集団にまで自己組織化することによって実現することが
判明した（多分散性混合物の凝離は上記混合物の混合に
より生じる多分散性混合物粒子の不規則な分配を意味
し、これは光吸収カットを増大させるエネルギッシュに
互いに連結した集団のシステムにまで粒子を自己組織化
することに基く）。また粒度が10-9〜10-3ｍの粒子から
なる多分散性混合物を現代の工学において使用しても、
何ら特定の制限を必要とせず、また製造、輸送、貯蔵及
び使用において特殊な技術的困難を伴わないことが一般
的に知られている。
【０００８】例えば、固定されたＸ線吸収充填物を有す
るゴム基材を含むＸ線吸収物質が米国特許No．323966
9，1966に基いて知られている。この特許では、鉛、ビ
スマス、銀、及びタングステンの形状のＸ線吸収物質が
充填物として使用できる。この物質の主な欠点は基材の
重合成分の均一な構造を侵害する吸収充填物粒子の悪影
響により、物質の堅さが2〜3倍低下することである。
【０００９】例えば金の管の形状の固定されたＸ線吸収
充填物を有するＸ線吸収物質が米国特許No．2153889，1
939に基いて知られている。また銀、ビスマス、タンタ
ルを含む合金から造られたワイヤ形状のＸ線吸収充填物
を有するＸ線吸収物質が知られており、この場合、上記
ワイヤと基材は編み込みにより互いに固定されて、織物
糸の形状を示す（米国特許No．3194239，1965）。
【００１０】銀、ビスマス、タンタルを含む合金から造
られたワイヤ形状の固定されたＸ線吸収充填物を有する
基材を含む物質であって、上記ワイヤと基材は編み込み
により互いに固定されており、そして織物糸を形成する
物質は堅さの特性を考慮した場合、上記米国特許No．21
53889に基く物質に比べて好ましいが、しかし可塑性が
低いため、多くの場合認め難い。
【００１１】重金属、例えば鉛を含有してX線及びガン
マ線の衝撃から保護する物質が知られている（論文の
“原子工学における技術的前進”，双書“U.S.S.Rのア
イソトープ”，1987，版1（72），85頁）。充填物（例
えば、鉛）と基材（例えば、コンクリート、ポリマー
等）の間の密度の差が大きいため、充填物（鉛）が基材
中に不規則に広がって、全体として物質のX線吸収特性
が低下する。
【００１２】例えば、ポリステロール重合体基材と鉛含
有有機充填物とから造られたX線吸収物質が英国特許N
o．1260342，G21F1/10，1972に基いて知られている。こ
の物質は上記論文の“原子工学における技術的前進”，
双書“U.S.S.Rのアイソトープ”，1987，版1（72），85
頁に記載された鉛含有充填物と同じ欠点を有しており、
この欠点は基材内部のX線吸収充填物の不規則な分配に
基くものであり、この物質は充填物の物質よりかなり低
い密度を有している。
【００１３】分散した粒子の形状の固定されたＸ線吸収
金属含有充填物を有する基材を含むＸ線吸収物質は06/2
7/96付けのロシア連邦政府特許のNo．2063074 Ｇ21Ｆ1/
10（原型）に基くものであり、これは本発明に最も類似
する。この物質の欠点は鉛含有充填物を基布に添加する
と、基布の均一な構造が壊れるため、上記物質の密度が
低下することであり、その結果、この物質を種々の保護
手段の製造のために使用することが制限される。鉛含有
充填物を有する糸から造られた物質は鉛の毒性のため、
放射線医学におけるＸ線造影物質として使用できない。
またこの場合、上記糸-物質を使用するために、多目的
保護組織を製造する緊密な多層の編み機を使用すること
が必要となるため、糸（この糸の類似物は例えば、ロシ
ア連邦政府特許のNo．2063074に記載されている）とし
て上記物質を使用してＸ線及びガンマ線からの効果的保
護を得ることは不可能である。しかし、幅＝Ｘを有する
物質層により量子の狭い束が本の“複合材料の構造特性
の研究における放射粒度測定と統計的シュミレーション
の方法”（Ｖ．Ａ．ボロビフ，Ｂ．Ｅ．ゴロバノフ，
Ｓ．Ｉ．ボロビバ，モスクワ，エネロゴアトミツダト，
1984）に記述されている適法性に応じ、指数法則に基い
て弱められるため、放射線強度の減少が生じる： Ｉ＝Ｉｏｅ-μX （１） 但し、Iは幅＝Ｘを有する物質の層を通過する放射線の
強度であり，Ioは最初の放射線の強度であり，μは放射
線減少（弱くなる）の線形係数（各X線吸収物質ついて
表で算出され、調整された値）である。
【００１４】また従来例の欠点はX線吸収物質の総量中
の金属含有充填物の割合が高いこと（66〜89％）であ
り、これは全体としてのX線吸収物質の質量を増加させ
るであろう。またこの物質から造られた製品は重く、そ
して維持が不便である。
【００１５】基材中の重い充填物の不規則な分配も上記
従来例の欠点の一つである。
【００１６】
【発明の開示】Ｘ線吸収（即ち、Ｘ線造影とＸ線保護）
物質の開発における主な課題はＸ線造影物質の毒性を除
去することであり、また保護物質の質量と幅を減少させ
ることである。
【００１７】毒性の除去は非毒性の充填物（例えば、タ
ングステン）を使用することにより達成される。また保
護物質の幅を減少させながらＸ線吸収特性（即ち、Ｘ線
及びガンマ線の低減度）を低下させないで十分な保護を
維持すると、“重い”充填物、即ち、高密度の充填物の
使用により保護物質層の質量が増大する傾向を示す。逆
に、Ｘ線吸収特性を低下させないで保護物質の密度を減
少させると、保護物質の幅を増大させることが必要とな
る。
【００１８】この見解を減少係数Ｋ＝100により特徴づ
けられる保護を保証する保護組織（例えば、放射線技師
のエプロン）の形状のＸ線吸収物質の例に基いて説明す
る。これは以下の式（1）から推論可能である： Ｋ＝I0/I＝eμX＝100， 故に、 ｘ＝１ｎＫ/μ＝4.6/μ （２） 一例として、鉛（Ｐｂ）及びダングステン（Ｗ）の凝離
していない分散粒子の形状の公知の充填物を含有する糸
から製造される組織の特性を比較する。比較される組織
のサイズは10×10ｃｍに設定された。比較のための静止
初期データを表1に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１のデータを使用し、上記式（2）か
ら、Pb（X＝0.11ｃｍ）及びW（X＝0.09ｃｍ）から製造
される充填物を有する糸からなる組織の幅Xの値を推論
できる。
【００２１】従って、10×10×Xの容積を有する上記保
護組織の質量はPｂが124.74ｇ、Wが168.3ｇとなるであ
ろう。
【００２２】Pｂを基準とする保護組織の質量を1とした
場合、（等しい保護特性と等しい寸法で）Pｂ及びWを含
有する糸から製造された組織の質量の比は1：1.35にな
るであろう。
【００２３】従って、標準的な公知の技術を用いて、保
護物質の幅と質量を同時に減少させることは不可能であ
る。
【００２４】本発明によれば、上記課題は発明の独立ク
レイムの特徴部分に述べられた手段によって解決され
る。
【００２５】固定されたＸ線吸収金属を含有する充填物
を有する基材を含むＸ線吸収物質の第１の態様におい
て、上記Ｘ線吸収物質は混合により凝離した粒度が10-9
〜10-3ｍの金属粒子を含有する多分散性混合物を充填物
として使用し、また基布が基材として作用する。これに
より上記金属粒子は上記基布の表面に接合し、そして上
記Ｘ線吸収物質のＸ線吸収特性が上記Ｘ線吸収充填物の
粒子に使用される物質のＸ線吸収特性に等しい場合、全
体としての上記Ｘ線吸収物質の密度は下記の関係式によ
り定義される： ρｍ＝（0.01- 0.20）ρｐ， 但し、ρｍは全体としてのＸ線吸収物質の密度であり、
ρｐはＸ線吸収充填物の粒子のために使用される物質の
密度である。
【００２６】固定されたＸ線吸収金属を含有する分散粒
子の形状の充填物を有する基材を含むＸ線吸収物質の第
2の態様において、上記Ｘ線吸収物質は混合により凝離
した粒度が10-9〜10-3ｍの金属粒子を含有する多分散性
混合物を充填物として使用し、上記金属粒子は大気圧で
凝固する少なくとも一つの成分又はこの成分に基く組成
物から造られる基材により囲まれている。これにより上
記Ｘ線吸収充填物の粒子からなる凝離した多分散性混合
物の合計質量は下記の関係式により定義される： M＝（0.05- 0.5）ｍ， 但し、MはＸ線吸収充填物の粒子からなる凝離した多分
散性混合物の合計質量であり、ｍは保護特性が質量Mに
等しい上記Ｘ線吸収充填物物質の等価質量である。
【００２７】固定されたＸ線吸収金属を含有する分散粒
子の形状の充填物を有する基材を含むＸ線吸収物質の第
3の態様において、上記Ｘ線吸収物質は混合により凝離
した粒度が10-9〜10-3ｍの金属粒子を含有する多分散性
混合物を充填物として使用し、上記金属粒子は大気圧で
凝固する少なくとも一つの化合物又はこの化合物に基く
組成物から造られる基材により囲まれた中間支持体に接
合する。基布が中間支持体として使用される。鉱物繊維
が中間支持体として使用できる。
【００２８】上述した特徴は共同発明者の考えを互いに
連結した発明の範囲に関連する。従って、上記発明の範
囲により、技術的効果、即ち、Ｘ線造影物質の毒性を排
除し、発明の必要な保護物質の質量と幅を減少すること
が可能となる。
【００２９】
【発明の実施の態様】X線吸収物質の第１の態様では、
混合により凝離した粒度が10-9〜10-3ｍの金属粒子を含
有する多分散性混合物を充填物として使用することによ
り、使用されるＸ線吸収充填物の質的に新しい効果、即
ちＸ線及びガンマ線の放射と物質との間の相互作用の中
断を高める効果を示す。上述した効果により、X線吸収
物質のX線吸収の特殊な特性が増大する。
【００３０】多分散性混合物を充填物として使用するこ
とはX線吸収物質に広く応用されており、例えば10-6〜1
0-3ｍのサイズを有する非凝離粒子が使用されているロ
シア連邦政府特許のNo．2063074及びNo．2029399に記載
されている。しかしながら、上記物質において、上述の
特性は基材の表面又はその内部にX線吸収充填物をより
均一に分散させる目的のために利用される。
【００３１】本発明のX線吸収金属含有物質において、
混合により凝離した多分散性混合物は基材の表面に沿っ
て、又はその内部でＸ線吸収充填物をより均一に分散さ
せるばかりでなく、質的に新しい効果、即ちＸ線及びガ
ンマ線の放射と物質との間の相互作用の中断を高める効
果をも示す。
【００３２】U.S.S.R.の発明者証明書No．1826173とし
て知られる類似の物質に用いられる金属含有物質（粒度
が10-6〜10-7ｍ）の細かく分散した混合物は基布表面に
接合される。上記類似物質とは異なり、本発明では、粒
度が10-9〜10-3ｍの粒子から製造された多分散性混合物
が使用される。即ち、上記範囲の粒度を有する粒子は一
般的な混合物の範囲内に含まれる。従って、このような
混合物を通常の一般的な条件下で加工しても何ら科学技
術的な障害、即ち物理的及び化学的活性を示さない。特
に、発火の性質を示さない。
【００３３】本発明によれば、混合により凝離した粒度
が10-9〜10-3ｍの粒子を含有する多分散性混合物を使用
することにより、U.S.S.R.の発明者証明書No．1826173
に基く上記類似の物質と比較して、質的に新しい効果が
得られる。この効果は極めて大きなＸ線吸収特性が得ら
れることである。
【００３４】また上記類似物質の分散粒子（例えば、U.
S.S.R.の発明者証明書No．1826173の）は糸の表面、即
ち、基布の表面に接合する。これに対し、本発明では、
糸ばかりでなく分かれたフィラメントも基布として使用
可能であり、従ってこの基布は糸およびフィラメントを
握る。本発明によれば、Ｘ線吸収充填物が被覆されたフ
ィラメントを使用し（そして、特に、混合により凝離し
た多分散性混合物であって、多分散粒子の自己組織化を
有し、エネルギッシュに互いに連結したパワー消費集団
の場合）、そしてこのフィラメントが糸に編まれている
場合には、この糸は上記U.S.S.R.の発明者証明書No．18
26173に基く上記類似の物質と比較して質的に新規でよ
い高いレベルのＸ線吸収特性を有する。
【００３５】従って、基材として、Ｘ線吸収金属を含有
する凝離した充填物粒子であって表面に接合する粒子を
有する基布を使用することにより、（従来と異なる）極
めて高いＸ線吸収特性により特徴づけられる質的に新規
な効果が得られる。
【００３６】U.S.S.R.の発明者証明書No．1826173によ
れば、糸-基材表面のＸ線吸収被覆が提供される。本発
明のＸ線吸収物質においては、基布は全体として糸の形
状のみならず、フィラメントの形状で基材として使用で
きる。Ｘ線吸収充填物で被覆されたフィラメントで撚ら
れた糸は露出表面のみがＸ線吸収充填物で被覆された糸
よりもより高いＸ線吸収特性を有する（これに対し、本
発明のＸ線吸収物質では、糸に含まれる各フィラメント
の表面はＸ線吸収充填物で被覆される）。また各フィラ
メントの表面は混合により凝離した分散粒子により被覆
される。その結果、上記分散粒子はエネルギッシュに互
いに連結したＸ線吸収集団に自己組織化され、これによ
りＸ線吸収特性は極めて高められる。
【００３７】全体としてのＸ線吸収物質であって、この
物質と充填物物質のＸ線吸収特性が等しく、上記充填物
の密度は下記の関係式により定義され： ρｍ＝（0.01- 0.20）ρｐ， ここで、ρｍは全体としてのＸ線吸収物質の密度であ
り，ρｐはＸ線吸収充填物の粒子のために使用される物
質の密度である，Ｘ線吸収物質を提供することにより、
（公知の物質と比較すると）質的に新しい効果、即ち、
保護物質の幅と密度が同時に減少することが得られる。
【００３８】例えば、Ｘ線吸収糸で織られた保護物質の
幅と密度を同時に減少させると、Ｘ線およびガンマ線に
対する保護を効果的に維持しながら、上記矛盾を克服で
きる。本発明によれば、糸およびこれから導かれる組織
の形状の保護物質の密度は、設定される技術的条件に基
いて、Ｘ線吸収充填物粒子物質の密度の0.01（上限）〜
0.2（下限）の範囲内に存在できる。Ｘ線吸収物質（こ
の場合、本発明の糸に基いて形成された保護組織）の質
量を1とし、そして保護特性と比較の保護組織が、表１
に示した条件のために、本発明の糸に基づく組織のそれ
に等しい場合、質量の相関関係は下記の表2に示される
であろう。
【００３９】
【表２】
【００４０】従って、本発明のＸ線吸収物質（組織）は
Ｐｂ及びＷの凝離していない粒子の形状の充填物を有す
る糸からなる保護組織と比較すると、（他の物理的及び
化学的パラメータが等しい条件で）9.9〜267倍より少な
い質量を有するであろう。
【００４１】故に、従来例と比較すると、毒性を全く示
さない本発明のＸ線吸収物質はＸ線吸収基布の固体性(s
olidity)と同等の高い個体性を示す。更に、本発明のＸ
線吸収物質は低密度において極めて高いＸ線吸収特性を
示す。
【００４２】X線吸収物質の第2の態様では、（上述した
ように）混合により凝離した粒度が10-9〜10-3ｍの金属
粒子を含有する多分散性混合物を使用することにより、
使用されるＸ線吸収充填物の質的に新しい効果、即ちＸ
線及びガンマ線の放射と物質との間の相互作用の中断を
高める効果を示す。
【００４３】粒度が10-9〜10-3ｍの金属粒子を含有する
多分散性混合物は、基材の内部に置かれ、この基材は大
気圧で凝固する少なくとも一つの成分又はこの成分に基
く組成物から造られ、Ｘ線吸収元素粒子の凝離に造られ
る多分散性混合物の混合により形成されたエネルギッシ
ュなＸ線吸収集団の影響が排除される。更に上記エネル
ギッシュなＸ線吸収集団の自己組織化が促進される。
【００４４】Ｎaシリケート及びKシリケートの水溶液、
又はアルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物を含有
する組成物の懸濁液のような無機接着剤並びにこの接着
剤に基く組成物が基材として使用できる。
【００４５】またコラーゲン、アルブミン、カゼイン、
ガム、ウッドピッチ、澱粉、デキストリン、ラテック
ス、天然ゴム、ガタパーチャ、ゼイン、大豆カゼイン、
のような天然ポリマー、並びにこれらのポリマーに基く
組成物も基材として使用できる。
【００４６】ポリアクリレート、ポリアミド、ポリエチ
レン、ポリエーテル、ポリウレタン、合成ゴム、フェノ
ールホルムアルデヒド樹脂、カルボミド(carbomid )樹
脂、キャリブレーション(calibration)エポキシ、のよ
うな合成ポリマー、及びこれらのポリマーに基く組成物
も基材として使用できる。
【００４７】シリコン-有機ポリマー、ホウ素-有機ポリ
マー、金属-有機ポリマー、のような元素-有機ポリマ
ー、及びこれらのポリマーに基く組成物も基材として使
用できる。
【００４８】フォームプラスチック及び発泡プラスチッ
クのようなガス充填プラスチックも基材として使用でき
る。
【００４９】植物油又は乾性油も基材として使用でき
る。油状の、アルキッド樹脂の、エーテル-セルロース
ラッカーのようなフイルム形成物質の溶質も基材として
使用できる。
【００５０】エマルション着色剤のようなポリマー水分
散体も基材として使用できる。コンクリート、石膏等も
基材として使用できる。
【００５１】本発明では、ロシア連邦政府特許のNo．20
63074に基く従来の物質と異なり、凝固化合物から造ら
れる基材は大気圧下で、即ち従来のような150ｍPaの圧
力下ではない自然の状態で使用される。本発明では、上
記混合物はロシア連邦政府特許のNo．2077745，206649
1，及び2069904に記載されている保護ゴムのように、混
合物の調製後に加圧下で加硫されることはない。従っ
て、Ｘ線吸収元素粒子を混合することにより凝離した多
分散性混合物を形成する工程で生じるエネルギッシュな
Ｘ線吸収集団の破壊を防止できる。U.S.S.R.の発明者証
明書No．834772においては、Ｘ線吸収物質は150〜200ｋ
ｇ/ｃｍ2の圧力の基で得られるため、本発明のＸ線吸収
物質は上記発明者証明書の物質と明確に相違する。
【００５２】米国特許Ｎｏ．3194239に基く類似の物質
では、前もって砕かれた鉄-マンガン凝固体(IMC)の加圧
ピルがX線吸収充填物として使用され、これは本発明と
相違する。ロシア連邦政府特許のNo．2029399における
類似物質の充填物は加圧されるため、エネルギッシュな
集団の自己組織化が不可能になる（しかしながら、本発
明では、これが可能になる）。従って、本発明におい
て、大気圧で凝固する少なくとも一つの化合物又はこの
化合物に基く組成物を基材として使用することが、ロシ
ア連邦政府特許のNo．20630747及びロシア連邦政府特許
のNo．2029399，2077745，2066491，及び2069904に基く
類似物質と本質的に相違する点である。
【００５３】Ｘ線吸収充填物の粒子からなる凝離した多
分散性混合物の合計質量が関係式のM＝（0.05- 0.5）
ｍ，但し、MはＸ線吸収充填物の粒子からなる凝離した
多分散性混合物の合計質量であり；ｍは保護特性が質量
Mに等しい上記Ｘ線吸収充填物物質の等価質量である，
条件を実現することにより、（本発明のX線吸収物質の
第２の態様に従って）特定の技術的条件及びX線及びガ
ンマ線の放射の減少係数に基いて、保護物質中の公知の
X線吸収充填物の質量を２〜20倍減少させることができ
るであろう。
【００５４】レントゲン及びガンマ線から保護しなが
ら、保護物質の質量と幅を減少させることが主な目的で
あるとみなすことができる。しかしながら、層の厚さを
薄くして保護しようとすると、公知の重い充填物の使用
により、保護層の質量が増大する傾向を示す。逆に、物
質の密度を低減させて、レントゲン及びガンマ線の減少
係数を維持しようとすると、保護物の幅を増大させる必
要がある。レントゲン及びガンマ線から効果的に保護し
ながら、X線吸収物質の幅と質量を同時に低減させるこ
とは保護物として用いられる公知の充填物では実質的に
達成できないという矛盾がある。この矛盾は保護物のコ
ストを考慮し、保護物の幅と質量の選択に関して少しの
妥協を必要とする。
【００５５】コンクリートのようなガンマ線に対する保
護に用いられる最も一般的な物質について上記問題を説
明する。接合物質としてのセメント、及びシリコン小
石、砂利、珪砂、及び類似の鉱物充填物を含有する種々
の種類の通常のポルトランドコンクリートの密度は2.0
〜2.4ｇ/ｃｍ3である。一次ガンマ線減少係数は0.11〜
0.13ｃｍ-1（1- 2 MeVのエネルギー用として）である。
このような密度を有するコンクリート製の保護物は全く
重くて持ちにくく、かなりの幅が必要となる。接合物質
としてのセメントと、充填物としての砂と、X線吸収充
填物としての方鉛鉱を1:2:4の比率で含有するコンクリ
ートは4.27ｇ/ｃｍ3の密度を有し、そしてその一次減少
係数は0.26ｃｍ-1（1.25 MeVのエネルギー用として）で
ある。接合物質としてのセメントと、充填物としての砂
と、X線吸収充填物としての鉛を1:2:4の比率で含有する
コンクリートは5.9ｇ/ｃｍ3の密度を有し、そしてその
一次減少係数は0.38ｃｍ-1（1.25 MeVのエネルギー用と
して）である。鉛（鉛の断片）又は方鉛鉱の形状の充填
物を有するコンクリートから造られた保護物は緻密であ
るが、通常のコンクリートよりも価格が高すぎる。
【００５６】X線吸収充填物としてバリタBaSO4を使用す
ると、保護物のコストを考慮した保護物の幅と質量の選
択の問題を解決する。しかし、この解決は一時押さえの
程度であることが判明した。充填物として砂及び砂利
を、そしてX線吸収充填物として上記バリタを含有する
バライトコンクリートは3.0- 3.6ｇ/ｃｍ3の密度を有
し、そしてその一次減少係数は0.15- 0.17ｃｍ-1（1.25
MeVのエネルギー用として）である。しかしながら、ガ
ンマ-量子エネルギー値を設定するための上記バライト
コンクリートの保護物の合計質量はかなりの量で残留し
ているため、保護物、特に輸送能力のある保護物を形成
することは極めて困難である。
【００５７】上述の矛盾は例えば、ロシア連邦政府特許
のNo．2029399に示すように、鉄-マンガン凝結体をX線
吸収充填物として使用することにより解消される可能性
がある。しかし、この場合、公知の物質と比較して保護
物質の合計質量を20- 45％以上低減することは不可能で
ある。
【００５８】これに対し、本発明によれば、Ｘ線吸収物
質の粒子からなる凝離した多分散性混合物の合計質量を
上述の式に示すように設定することにより、特定の技術
的条件及びX線及びガンマ線の放射の減少係数に基い
て、保護物質中の公知のX線吸収充填物の質量を２〜20
倍減少させることができる 本発明の第２の態様によれ
ば、金属を含有するX線吸収充填物を低い割合で有するX
線吸収物質が得られる。この効果により、X線吸収特性
を悪化させることなく、全体としてのＸ線吸収物質の幅
と質量を低減できる。
【００５９】Ｘ線吸収物質の第３の態様では、混合によ
り凝離した粒度が10-9〜10-3ｍの金属粒子を含有する多
分散性混合物を充填物（上述したように）として使用す
ることにより、Ｘ線吸収充填物の質的に新規な効果、即
ちＸ線及びガンマ線の放射と物質との間の相互作用の切
断を増大させることができる。
【００６０】Ｘ線吸収粒子からなる凝離した多分散性混
合物を中間支持体に接合することにより、充填物の物質
よりかなり小さい密度を有する基材の内部に重いＸ線吸
収金属を含有する充填物が均一に分散したＸ線吸収物質
が得られる。
【００６１】粒度が10-9〜10-3ｍの金属粒子を含有する
多分散性混合物を大気圧で凝固する少なくとも一つの化
合物又はこの化合物に基く組成物から造られる基材の内
側に配置することにより、Ｘ線吸収元素粒子の多分散性
混合物からなるエネルギッシュなＸ線吸収集団を混合す
ることにより生じた（上述した）影響が除去され、そし
て更にエネルギッシュなＸ線吸収集団の自己組織化が促
進される。
【００６２】基布及び鉱物繊維が本発明の第３の態様に
おいて中間支持体として使用できる。
【００６３】本発明が創作された時点で既知の資源が使
用されているため、上述のＸ線吸収物質の態様の記述は
発明の実施の可能性を保証する。
【００６４】
【産業上の適用性】本発明の具体例を下記の実施例に基
いて説明する。
【００６５】実施例1 混合により凝離したタングステン粒子からなる多分散性
混合物の形状の充填物を撚られたラブサン(lavsan)糸の
形状に形成した基材の表面に接合する。これを達成する
ために、糸を次の画分構成、即ち20ミクロン- 15％；45
ミクロン- 80％；500ミクロン- 約5％；1000ミクロン-
0.01％からなる多分散性混合物の擬似液化（沸騰）（多
量の空気流の効果に基く）層中に10分間置く。
【００６６】この状態において、粒子の凝離が上記粒子
の自己組織化による独立した粉末のX線吸収集団の生成
により生じる。その間、上記粒子が糸に引き付けられ
て、糸の表面に“融着”される。このように処理された
糸はX線が極めて大きく低下する特性を示す。
【００６７】実験のデータ： 糸の直径： 0.3 ｍｍ； 糸の長さ： 3200 mm ； タングステンからなる物理的不純物を付着させる前の糸
の重量： 0.110 ｇ; タングステンからなる物理的不純物を付着させた後の糸
の重量： 0.160 ｇ; タングステンからなる物理的不純物を付着させる前の糸
の固体性(solidity)：47 H，タングステンからなる物理
的不純物を付着させた後の糸の固体性：47 H。
【００６８】従って、糸表面上のタングステン粒子の集
団の質量密度(mass density)は0.0017ｇ/ｃｍ2であり、
糸の大きさは0.22ｃｍ3であり、全体としての糸の密
度：ｐは0.7ｇ/ｃｍ3である。
【００６９】得られた糸のサンプルを60keVのエネルギ
ーを有する量子流で処理し、そしてレントゲンフィルム
上に結果を定着させた後に、幅が異なる標準鉛板（0.05
ｍｍPｂの段を有する0.5mm Pb〜0.5mm Pbの段付き弱化
装置）と比較したデンシトメトリー(densitometry)を実
施した。その結果、糸のX線吸収は幅が0.1ｍｍ又は0.07
5ｍｍWの鉛板に等しく、従って糸のX線吸収特性は極め
て高いことが判る。
【００７０】更に、本発明の下記の式において、 ρｍ＝（0.01- 0.20）ρｐ， 但し、ρｍは全体としてＸ線吸収物質（この例では、
糸）の密度であり、ρｐはＸ線吸収充填物物質（この例
では、タングステン）の密度である。
【００７１】本発明では、ρｍ/ρｐ＝0.7/19.3＝0.036
である。この得られたρｍ/ρｐの比率は本発明の上記
式に基く範囲（0.01- 0.2）内にある。
【００７２】実施例2 サイズが10-9〜10-3ｍであるタングステンの凝離した多
分散性粒子を幅が0.4ｃｍの繊維材料（オーバー用の厚
いウール布地）の形状の基材に接合した。布基材に対す
るタングステン粒子の凝離と接合は15分間の連続的混合
の条件下でのヒドロゾルからの沈殿により実施される。
次いでサンプルを室温で１日間乾燥する。次いで、X線
試験（60 keVの量子エネルギーにおける）により、上記
サンプルのX線保護特性は幅が0.015ｍｍの鉛スライスの
同様の特性に一致することが判明した。通常の凝離して
いない充填物粒子物質を用いて目標の保護レベルを得る
ためには、基材にタングステンの質量で100％（本発明
の場合の53％の代わりに）、を接合することが必要であ
ることから判断して、上記の保護レベルはX線放射流を
極めて大きく低減させることが判る。確かに、本発明の
実施例によれば、X線吸収充填物の質量は0.116ｇ、即
ち、サンプルの合計質量の53％を示し、ここで繊維材料
から作られたサンプル（オーバー用の厚いウール布地）
の幅は0.4ｃｍに等しく、このサンプルの寸法は1×1ｃ
ｍ2であり、そしてその質量は0.216ｇである。全体とし
てのX線吸収物質の密度ρｍは： ρｍ＝0.216/1×1×0.4＝0.54ｇ/ｃｍ3， そしてX線吸収特性が等しい凝離していない粒子のタン
グステンの質量は： 0.015×0.75×19.3＝0.217ｇであり， 即ち、繊維材料サンプルの質量の100％である。
【００７３】上記から、ρｍ/ρｐ＝0.54/19.3＝0.0279
の比率は本発明の範囲内に相当することが明らかであ
る。 実施例3 サイズが10-9〜10-3ｍであり、量＝質量の12％、である
タングステンの多分散性粒子の形状のX線吸収充填物をC
- 84.73％；H- 9.12％；S- 1.63％；N- 0.58％；Zn- 2.
27％；O2- 1.69％の組成を有し、寸法が100 cm3である
ヒンジ(hinge)ゴム（商標“Ap- 24”）の形状の基材中
に導入する。上記生ゴムの組織体中に導入されたタング
ステン粒子はミキサー中で8時間混合されることにより
凝離する。その結果、パワー消費集団のシステム中への
粒子の自己組織化が達成される。その後、X線吸収充填
物で満たされた生ゴムは圧力を加えずに加硫された。引
き続くX線試験（60keVの量子エネルギーにおける）によ
り、幅が3ｍｍのゴムで得られたサンプルのX線保護特性
は幅が0.11ｍｍの鉛スライスの同様の特性に一致するこ
とが判明した。凝離していない充填物粒子を用いて目標
の保護レベルを得るためには、基材に0.16ｇのタングス
テン、即ち質量で34％（本発明の場合の12％の代わり
に）、を加えることが必要であることから判断して、上
記の保護レベルはX線放射流を極めて大きく低減させる
ことが判る。
【００７４】従って、一つの具体例（ゴムサンプルの幅
- ＆＝0.3ｃｍ； 密度- ｐ＝1.56ｇ/ｃｍ3； 寸法が1
×1ｃｍのゴムサンプルの質量は0.468ｇである；上記充
填物の多分散性粒子の合計質量，即ち12％のゴムサンプ
ル質量M＝0.056ｇ）の場合、保護特性が質量Mに等しいX
線吸収充填物の等価質量はｍ＝0.16ｇ（ゴムサンプル合
計質量の34％）に等しい。
【００７５】従って、M/ｍ＝0.056/0.16＝0.35の値は本
発明の上記式に示された範囲（0.05- 0.5）内にあり、
これは無駄な充填物を減少させ、全体としての保護物質
の質量を減少させ、そしてその製造コストを低減させる
ことが明らかである。
【００７６】実施例4 10-9〜10-3ｍのサイズを有するタングステン粒子から作
られる（球状の磁器磨砕機中での）混合により凝離した
多分散性混合物が固着されている極めて薄い玄武岩繊維
TK-4の形状の充填物を商標“AP- 0010”（ロシア連邦公
認基準番号28379- 89）のエポキシプライミング(epoxy
priming)の形状の基材中に導入する。タングステンの質
量に対する玄武岩繊維の質量の比は1:3である。上記エ
ポキシプライミングはパレット-ナイフを用いて上記玄
武岩繊維に注意深く混合され、その結果、繊維の質量に
対するエポキシプライミングの質量の比は9:1になっ
た。上記混合により均質な塊を得た後に、上記エポキシ
プライミングを厚紙の表面上に平坦な層として広げて１
日間固めた後に、試験を実施した。サンプルのX線試験
（60 keVの量子エネルギーにおける）により、上記プラ
イミング層の厚さが2.06ｍｍに等しい場合、その保護特
性は0.08ｍｍのＰｂに等しいことが判明し、また凝離し
ていない秤量物質粒子を用いて目標の保護レベルを得る
ためには、上記エポキシ基材にタングステンを質量で38
％（本発明の場合の7.5％の代わりに）、を加えること
が必要であることから判断して、X線放射流を極めて大
きく低減させることが判る。
【００７７】従って、一つの具体例（＆＝2.06ｍｍ；ｐ
＝1.46ｇ/ｃｍ3）の場合、寸法が1×1ｃｍ2であるエポ
キシプライミングサンプルの質量は0.3ｇである。上記
支持体に接合するタングステン粒子を有する中間支持体
の合計質量は0.03ｇ（サンプル質量の10％）である。従
って、タングステンの質量は上記充填物の質量の3/4、
即ち、0.0225ｒを形成し、これは全体としてのサンプル
質量の7.5％を構成する。
【００７８】更に、0.08ｍｍの幅を有する鉛に等しいタ
ングステンの質量は0.008×0.75×19.3＝0.1158ｇを示
し、これはサンプル質量の38.6％に相当する。
【００７９】実施例5 擬似液化層中での激しい混合により20分間で凝離した10
-9〜10-3ｍのサイズを有するタングステンの多分散性粒
子が固着されている砕かれたステープルファイバーの形
状の質量が５％の中間支持体を乾燥石膏の基材の内部に
導入する。タングステンの質量に対するステープルファ
イバーの質量の比は1:3である。個のように調製された
混合物を注意深く混ぜ合わせて、均質な石膏-フィラメ
ントの塊を得る。水を添加した後、この塊を注意深く再
度混合して1×1ｃｍの寸法を有するサンプルを成形す
る。乾燥し、凝固した後、サンプルの試験（60 keVの量
子エネルギーにおける）を実施する。段付き鉛弱化装置
(stepped leaden weakener)と比較するＸ線試験を実施
することにより、得られたサンプルは0.04ｍｍの幅を有
する鉛板に等しい保護特性を有することが判明した。同
じ保護レベルはタングステン粒子の量が（本発明の場合
の3.75％の代わりに）質量の26.32％である凝離してい
ない充填物粒子を使用して達成できることから判断し
て、X線放射を極めて大きく低減させることが判る。一
つの具体例（石膏サンプルの幅が1ｃｍ、その密度が1.3
2ｇ/ｃｍ3）の場合、サンプルの質量は1.32ｇである。
従って、サンプル中のタングステン粒子の質量の割合
は：1.32×0.05×0.75＝0.0495ｇ、即ち、サンプルの合
計質量の3.75％である。同時に、0.04ｃｍ（Ｘ線試験の
結果による）の幅を有する鉛板の質量に等しいタングス
テンの質量は0.04×0.75×19.3＝0.347ｇに等しく、こ
れはサンプル質量の26.32％に相当する。
【００８０】特定のＸ線吸収物質の具体例（変形例）及
びこれを得る方法を含む上述の実施例は上記物質を目的
の工学分野に応用できることを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウラジミール・イバノビッチ・トカチェ ンコ ウクライナ国320095，ドネプロペトロフ スク，プロスペクト・ケイ・マルクサ, ダストロイカ ４，クヴァルチーラ 20 (72)発明者 バレリー・アナトリエビッチ・イワノフ ウクライナ国320095，ドネプロペトロフ スク，プロスペクト・ケイ・マルクサ, ダストロイカ 13／15，クヴァルチーラ 29 (72)発明者 バレリー・イワノビッチ・ペチェンキン ウクライナ国320041，ドネプロペトロフ スク，シャッセ・ザポロズスキー，ダス トロイカ 80，クヴァルチーラ 181 (72)発明者 スタニスラフ・ユリエビッチ・ソコロフ ラトビア国1007，リガ，ウーリッツァ・ ユグラス，ダストロイカ 47，クヴァル チーラ 62 (56)参考文献 特開 昭60−71996（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−179696（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−102411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−198898（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−201579（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−179090（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−249998（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−504554（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21F 1/10 G21F 1/08 G21F 3/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｘ線吸収金属を含有する分散粒子形状の
    充填物を固定して有する基材を含むＸ線吸収物質であっ
    て、上記Ｘ線吸収物質における充填物はＸ線吸収金属を
    含有する粒子を混合することにより凝離した１０-9〜１
    ０-3ｍの粒度の多分散性混合物であり、そしてその基材
    は糸または繊維からなり、それらの凝離したＸ線吸収金
    属含有粒子充填物は基材の表面に接合されており、Ｘ線
    吸収物質の全体としての密度は、Ｘ線吸収物質のＸ線吸
    収特性が充填物の粒子として使用される金属のＸ線吸収
    特性に等しい場合、下記の関係式 ρｍ＝（０．０１−０．２０）ρｐ （但し、ρｍはＸ線吸収物質の全体としての密度であ
    り、ρｐはＸ線吸収充填物の粒子として使用される金属
    の密度である。） により定義されることを特徴とする上記Ｘ線吸収物質。
  2. 【請求項２】 Ｘ線吸収金属を含有する分散粒子形状の
    充填物を固定して有する基材を含むＸ線吸収物質であっ
    て、上記Ｘ線吸収物質における充填物はＸ線吸収金属を
    含有する粒子を混合することにより凝離した１０-9〜１
    ０-3ｍの粒度の多分散性混合物であり、それらの凝離金
    属含有粒子充填物は、大気圧で凝固する少なくとも一つ
    の化合物又はその化合物に基く組成物から造られる基材
    によって囲まれており、そしてそれらの凝離Ｘ線吸収金
    属含有粒子充填物の多分散性混合物の合計質量は下記の
    関係式 Ｍ＝（０．０５−０．５）ｍ （但し、Ｍは凝離Ｘ線吸収金属含有粒子充填物の多分散
    性混合物の合計質量であり、ｍはＸ線吸収特性が上記質
    量Ｍと等しくなるＸ線吸収金属含有粒子物質の等価質量
    である。） により定義されることを特徴とする上記Ｘ線吸収物質。
  3. 【請求項３】 Ｘ線吸収金属を含有する分散粒子形状の
    充填物を固定して有する基材を含むＸ線吸収物質であっ
    て、上記Ｘ線吸収物質における充填物はＸ線吸収金属を
    含有する粒子を混合することにより凝離した１０-9〜１
    ０-3ｍの粒度の多分散性混合物であり、それらの凝離し
    た金属含有粒子充填物は、中間支持体に接合され、次い
    で大気圧で凝固する少なくとも一つの化合物又はその化
    合物に基く組成物から造られる基材により囲まれている
    ことを特徴とする上記Ｘ線吸収物質。
  4. 【請求項４】 糸または繊維が中間支持体として使用さ
    れる請求項３のＸ線吸収物質。
  5. 【請求項５】 鉱物繊維が中間支持体として使用される
    請求項３のＸ線吸収物質。
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