JP6257204B2 - 放射線遮蔽パネル - Google Patents

Description

本発明は、放射線量の高い地域の住宅、事務所などで簡便に使用することができる、放射線を遮蔽するための放射線遮蔽パネルに関する。なお、この明細書で使用する放射線遮蔽は、放射線量を減衰させる概念を含むものである。

原子力発電所の事故現場に近い居住地域、或いはホットスポットと呼ばれる地域では、付近に飛散した放射性セシウムなどの放射性物質から放射される放射線の影響を強く受けており、そのような生活地域では、除染を行なったとしても、放射性セシウムなど放射性物質の微細粒子は依然として自然環境の中に残留しており、付近の住民は非常に高い放射線量の中で、生活をしていかなければならない。

このため、少なくとも生活空間内に侵入する放射線量はできるかぎり低減する必要があり、そのためには、生活空間内では放射線を遮蔽する放射線遮蔽壁を設けることが望ましい。

特開２０００−１４５２０２号公報

従来、放射線を遮蔽可能な放射線遮蔽壁として、鉛を使用したり、厚く重厚な鉄筋コンクリート製のコンクリート壁、或いはコンクリート壁の内側空間に、土砂を充填した構造の放射線遮蔽壁が、放射線の発生施設などにおいて施工され、使用されている（上記特許文献１などを参照）。

この種の放射線遮蔽壁は、必然的に大掛かりな鉄筋コンクリート工事を必要とし、上記特許文献１の遮蔽壁では、鉄筋コンクリートにより重厚なコンクリート壁を施工した状態で、その内側空間内に上から土砂を投入して充填し、構築される。このため、放射線遮蔽壁の厚さは、必然的に、通常の木造住宅の壁材に比べ、例えば５〜１０倍の厚さとなってしまう。

また、放射線量が高い地域の住民が居住する木造住宅では、上記のような鉄筋コンクリート製で内部空間に土砂を充填した構造の重厚な放射線遮蔽壁は、居室の壁として使用することができず、木造住宅において、外から居住空間内に侵入する放射性セシウムなどの放射線を、比較的安価な施工で、如何に遮蔽するかが課題となっている。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、一般の木造住宅等の生活空間において、簡便に施工して設置することができる放射線遮蔽パネルを提供することを目的とする。

本発明に係る放射線遮蔽パネルは、
木造住宅の壁部に使用される放射線遮蔽パネルであって、
１対の縦軸材と、
少なくとも１本の中間縦軸材と、
該１対の縦軸材及び該中間縦軸材の両端に結合された上下１対の横軸材と、
該縦軸材及び該横軸材により囲まれる枠体の両側を覆って固定された面材と、
を備え、
該縦軸材、該横軸材及び該面材で囲まれた該枠体の内部空間に、土砂が充填され、該面材の上部及び下部に通気穴が設けられ、
該面材の外側に複数の胴縁が固定され、該胴縁と該面材で包囲される内部空間に断熱材が挿入され、該胴縁及び該断熱材の外側に外壁用の外サイディングが固定されたことを特徴とする。なお、土砂とは、土、砂、砂利、砕石を含む概念である。

この発明の放射線遮蔽パネルによれば、通常の木造住宅で使用される壁材と同様な厚さ、形状、大きさに形成することができるので、一般の木造住宅の壁材として使用し、外から居住内に侵入する放射性セシウムなどの放射線量を、或いは放射線のホットスポットの外側を遮蔽パネルにより囲うことにより、ホットスポットから外に放出される放射線量を、比較的安価な施工で、効果的に減衰させ、遮蔽することができる。

また、上記放射線遮蔽パネルの面材の上部と下部に、通気穴が設けられるので、土砂に含まれる湿気を壁内から排出し、軸材や面材などの腐食を防ぐことができる。

また、上記放射線遮蔽パネルの面材の外側に複数の胴縁を固定し、該胴縁と該面材で包囲される内部空間に断熱材を挿入するとともに、該胴縁及び該断熱材の外側に外壁用の外サイディングを固定するので、木造住宅の新築或いはリフォームの際、その壁部に上記放射線遮蔽パネルを使用することができ、放射線物質の残留する環境下で生活する住民の居住空間の放射線量を、大幅に低減することができる。

また、上記枠体の内部空間に充填する土砂には、石灰を混入させることもできる。この場合、石灰の持つ吸湿作用により、壁内土砂の湿気が軸材や面材に与える影響を低減することができる。

また、上記枠体の内部空間に充填する土砂は、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂バインダーを混入させて充填することにより、内部空間内で結合固化させることができる。これによれば、合成樹脂バインダーによって壁内に充填した土砂の密度が高くなるため、結合固化しない場合に比べ、放射線の透過率を下げることができる。

本発明の放射線遮蔽パネルによれば、一般の木造住宅等の生活空間において、簡便に施工して設置することができ、放射性物質の残留する環境下でも、木造住宅などの生活空間に居住する住民への放射線の影響を、低減することができる。

本発明の第１実施形態の放射線遮蔽パネル１の正面図（ａ）、平面図（ｂ）、右側面図（ｃ）及び横断面図（ｄ）である。 第２実施形態の放射線遮蔽パネル２の正面図（ａ）、平面図（ｂ）、右側面図（ｃ）及び横断面図（ｄ）である。 第３実施形態の放射線遮蔽パネル３の横断面図である。 第４実施形態の放射線遮蔽パネル４の横断面図である。 第５実施形態の放射線遮蔽パネル５の横断面図である。 各実施例の放射線遮蔽パネルについて放射線の透過率を測定した際の実験結果を示す表図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態の放射線遮蔽パネル１の正面図（ａ）、平面図（ｂ）、右側面図（ｃ）及び横断面図（ｄ）を示している。

図１に示すように、放射線遮蔽パネル１は、左右１対の縦軸材１１、１１と、縦軸材１１、１１の中間位置に配設される中間縦軸材１２と、左右１対の縦軸材１１及び中間縦軸材１２の両端に結合された上下１対の横軸材１３，１３と、縦軸材１１，１１及び横軸材１３，１３により囲まれる枠体の両側を覆って固定された面材１４，１５と、を備えて構成される。図１に示す例は、２×６材を使用した例である。

つまり、枠体は、左右１対の縦軸材１１、１１及び上下１対の横軸材１３，１３により長方形の枠状に形成され、左右１対の縦軸材１１の上下両端部が木ねじ或いは釘などにより直角に固定連結され、上下の横軸材１３，１３の中間部に中間縦軸材１２の上下両端が木ねじまたは釘などにより固定連結される。そして、枠体の正面及び背面に面材１４，１５が木ねじ或いは釘などにより固定される。

縦軸材１１、１１、横軸材１３，１３、及び中間縦軸材１２には、規格化された２×６材が使用され、放射線遮蔽パネル１は縦２４５０ｍｍ或いは縦１８２０ｍｍ、横幅９１０ｍｍ或いは横幅１８２０ｍｍの長方形パネル状に形成される。放射線遮蔽パネル１の厚さは、軸材に２×６材が使用される場合、２×６材の幅１４０ｍｍに面材１４，１５の厚さを加算した厚さとなる。面材１４，１５としては、規格化された寸法の構造用合板或いはセメント珪酸カルシウム板のサイディングなどが使用され、軸材で形成した枠体の正面及び背面を覆って固定される。

図１（ｄ）に示すように、縦軸材１１，１１、横軸材１３，１３及び面材１４，１５で囲まれた枠体の内部空間に、土砂１６が充填される。土砂１６は、土、砂、砂利、砕石を含む概念である。土砂１６には、通常、湿気が含まれるため、軸材や面材の腐食を防止するために、面材１４，１５の上部及び下部に、通気穴１７が穿設され、湿気を排出するようになっている。

上記のように、土砂１６として、土、砂、砂利、砕石などが遮蔽壁の内部空間に充填されるが、例えば、土と砂を６０％、４０％の割合で混合し、或いは砂と砂利を５０％の割合で混合して土砂１６とし、或いは砂と砕石を４０％、６０％の割合で混合して土砂１６とするなど、土、砂、砂利、砕石を任意の割合で混合し、土砂１６として充填使用することができる。

また、土砂１６には、石灰を混合させることができる。土砂１６に石灰を混合して遮蔽壁の内部空間に充填した場合、土砂１６に含まれる湿気を石灰に吸着させることができ、湿気による軸材や面材の腐食を防止することができる。

また、土砂１６には、ポリビニルアルコールなどの合成樹脂バインダーを混入させて、枠体の内部空間に充填し、内部空間内で土砂１６を結合固化させることもできる。土砂１６を合成樹脂バインダーによって固化させた場合、土砂１６の密度が高くなるため、固化させない場合に比べ、放射線の透過率を下げることができる。

上記構成の放射線遮蔽パネル１は、基本構造となる放射線遮蔽パネルであり、実際に放射線量の高い地域に建つ木造住宅の新築或いはリフォームの際には、図３に示すように、内装材８と外サイディング７を内外に固定した放射線遮蔽パネル３として、２×４住宅などの壁部に使用される。

なお、放射線遮蔽パネル１は、住宅の周囲に設置する塀として使用することもできる。この場合、面材１４，１５の外側、左右側面及び上面に外サイディングを固定すれば、耐久性のある塀とすることができる。また、上記では、放射線遮蔽パネルの軸材として２×４材を使用したが、木造在来工法で使用する軸材を使用することもできる。

第３実施形態の放射線遮蔽パネル３は、図３に示す如く、基本構成となる放射線遮蔽パネル１の内側面に内装材８を固定し、放射線遮蔽パネル１の外側面に断熱材９を介して外サイディング７を固定して構成される。つまり、図３に示すように、放射線遮蔽パネル１の内側の面材１４には、内装材８が覆うように固定される。放射線遮蔽パネル１の外側の面材１５には、胴縁１０が縦方向に固定され、各胴縁１０と胴縁１０間の空間内に断熱材９が挿入され、その外側に、外サイディング７が覆うように固定される。このような放射線遮蔽パネル３は２×４住宅などの壁部に使用される。

放射線遮蔽パネル３は、通常の木造住宅で使用される壁材と同様な厚さ、形状、大きさに形成することができるので、一般の木造住宅において、安価に且つ簡便に使用することができ、壁内に土砂１６を充填しているため、外から居住内に侵入する放射性セシウムなどの放射線を、効果的に減衰させ、遮蔽することができる。

図２は、第２実施形態の放射線遮蔽パネル２を示しており、この放射線遮蔽パネル２は、上記と同様、左右１対の縦軸材２１、２１と、縦軸材２１、２１の中間位置に配設される中間縦軸材２２と、左右１対の縦軸材２１及び中間縦軸材２２の両端に結合された上下１対の横軸材２３，２３と、縦軸材２１，２１及び横軸材２３，２３により囲まれる部位の両側を覆って固定された面材２４，２５と、を備える。図２に示す例は、２×４材を使用した例である。

縦軸材２１、２１、横軸材２３，２３、中間縦軸材２２には、規格化された２×４材が使用されるため、放射線遮蔽パネル３の縦横寸法は、上記放射線遮蔽パネル１と同じであるが、放射線遮蔽パネル３の厚さは、２×４材の幅９０ｍｍに面材２４，２５の厚さを加算した厚さとなる。面材２４，２５としては、上記と同様、規格化された寸法の構造用合板或いはセメント珪酸カルシウム板のサイディングなどが使用され、軸材で形成した枠体の正面及び背面を覆って固定される。

図２（ｄ）のように、縦軸材２１，２１、横軸材２３，２３及び面材２４，２５で囲まれた内部空間に、土砂２６が充填される。土砂２６には、湿気が含まれ、軸材や面材の腐食を防止するために、面材２４，２５の上部及び下部に、通気穴２７が穿設され、湿気を排出するようになっている。土砂２６は、土、砂、砂利、砕石を任意の割合で混合し、壁部の内部空間に充填することができる。また、土砂２６には、石灰を混合することができ、土砂２６に合成樹脂バインダーを混合して、固化することもできる。

上記構成の放射線遮蔽パネル２は、基本構造となる放射線遮蔽パネルであり、実際に放射線量の高い地域に建つ木造住宅の新築或いはリフォームの際には、図４に示すように、内装材８、胴縁１０、断熱材９、及び外サイディング７を内外に固定した放射線遮蔽パネル４として、２×４住宅などの壁部に使用される。

第４実施形態の放射線遮蔽パネル４は、図４に示す如く、基本構成となる放射線遮蔽パネル２の内側面に内装材８を固定し、放射線遮蔽パネル２の外側面に断熱材９を介して外サイディング７を固定して構成される。つまり、図４に示すように、放射線遮蔽パネル２の内側の面材２４には、内装材８が覆うように固定される。放射線遮蔽パネル２の外側の面材２５には、胴縁１０が縦方向に固定され、各胴縁１０と胴縁１０間の空間内に断熱材９が挿入され、その外側に、外サイディング７が覆うように固定される。このような放射線遮蔽パネル４は２×４住宅などの壁部に使用される。

図４に示す放射線遮蔽パネル４においても、通常の木造住宅で使用される壁材と同様な厚さ、形状、大きさに形成することができるので、一般の木造住宅において、安価に且つ簡便に使用することができ、壁内に土砂２６を充填しているため、外から居住内に侵入する放射性セシウムなどの放射線を、効果的に減衰させ、遮蔽することができる。

図５に示す放射線遮蔽パネル５は、上記放射線遮蔽パネル４の外側に、上記第１実施形態の放射線遮蔽パネル１を重ね合わせ、或いは塀・ブロックとして建て、放射線の透過率をさらに低減するようにした複合構成の例である。

第５実施形態の放射線遮蔽パネル５は、図５に示す如く、上記放射線遮蔽パネル４の外側に、上記放射線遮蔽パネル１を重ね合わせ、或いは塀・ブロックとして建てるように構成される。放射線遮蔽パネル４は、図４に示す如く、基本構成となる放射線遮蔽パネル２の内側面に内装材８を固定し、放射線遮蔽パネル２の外側面に断熱材９を介して外サイディング７を固定する。放射線遮蔽パネル２の内側の面材２４には、内装材８が覆うように固定され、放射線遮蔽パネル２の外側の面材２５には、胴縁１０が縦方向に固定され、各胴縁１０と胴縁１０間の空間内に断熱材９が挿入され、その外側に、外サイディング７が覆うように固定される。

このような放射線遮蔽パネル４の外側に、さらに放射線遮蔽パネル１が重ね合わせて配置する。放射線遮蔽パネル４は、放射線遮蔽パネル１と重ね合わせ、或いは塀・ブロックとして建てて使用される。

放射線遮蔽パネル１は上記の如く、縦軸材１１，１１、横軸材１３，１３及び面材１４，１５で囲まれた枠体の内部空間に、土砂１６を充填して構成される。放射線遮蔽パネル１はその内側の面材１４を、放射線遮蔽パネル４の外サイディング７に重ね合わせるように固定される。

このような放射線遮蔽パネル５は、２×４住宅などの壁部に使用する場合、放射線遮蔽パネル４の外側に、放射線遮蔽パネル１を重ね合わせて使用され、或いは放射線量の高いホットスポットではその周囲を放射線遮蔽パネル５により囲うように使用され、放射線の透過率は大幅に低減することができる。

次に、本発明の放射線遮蔽パネルの効果を確認するために行なった実施例の実験結果について説明する。

実験は、上記第１実施形態の放射線遮蔽パネル１、第２実施形態の放射線遮蔽パネル２、第３実施形態の放射線遮蔽パネル３、第４実施形態の放射線遮蔽パネル、第５実施形態の放射線遮蔽パネル５、及び比較例を製作し、原子力発電所の事故現場に近い放射線量の高い場所で放射線量の被測定部を設定し、それらの放射線遮蔽パネル１〜５及び比較例で被測定部を囲い、被測定部の外側と内側の放射線量を測定し、放射線遮蔽パネル１〜５の放射線（γ線）の透過率を算出した。なお、各放射線遮蔽パネル１〜５において、内部に充填した土砂１６，２６には、川砂、或いは川砂に砂利を混合して充填した。図６は、その実験結果を示している。

なお、実験では、比較例として、通常の木造住宅で施工される通常壁を製作し、通常壁を使用して被測定部を囲った場合の放射線の透過率を測定した。通常壁は、２×４材の縦軸材、横軸材、中間縦軸材により枠体を形成し、枠体の内側に断熱材を挿入するとともに、枠体の正面及び背面の面材として、厚さ１２ｍｍプラスターボードを内側に固定し、厚さ１２ｍｍのＯＳＢボードを外側に固定し、さらに、ＯＳＢボードの外側に胴縁を介して外サイディングを固定して製作した。

図６の実験結果を示す表から分かるように、比較例として測定した通常壁の放射線透過率が５５％であるのに対し、本発明の放射線遮蔽パネル１〜５の放射線透過率は、２６％〜９％と非常に低減しており、特に、軸材として２×６材を使用して枠体内の厚さを１４０ｍｍとしその内部空間に土砂を充填した放射線遮蔽パネル１では２０％の放射線透過率となり、放射線遮蔽パネル３でも２０％の放射線透過率となって非常に低減することができる。さらに、放射線遮蔽パネル５は放射線遮蔽パネル４の外側に放射線遮蔽パネル１を重ね合わせる形態で構成されるため、壁の厚さは厚くなるものの、放射線透過率は９％と非常に低減することができた。

このように、規格化された軸材を使用して遮蔽壁の枠体を製作し枠体内に土砂を充填することにより、通常の木造住宅で使用される壁材と同様な厚さ、形状、大きさの遮蔽パネルであっても、外から居住室内に侵入する放射性セシウムなどの放射線量を効果的に低減することができ、放射線量の高い地域の木造住宅やホットスポットにおいて、比較的安価な施工で、放射線の脅威を少なくすることができる。

１ 放射線遮蔽パネル
２ 放射線遮蔽パネル
３ 放射線遮蔽パネル
４ 放射線遮蔽パネル
５ 放射線遮蔽パネル
７ 外サイディング
８ 内装材
９ 断熱材
１０ 胴縁
１１ 縦軸材
１２ 中間縦軸材
１３ 横軸材
１４ 面材
１５ 面材
１６ 土砂
１７ 通気穴
２１ 縦軸材
２２ 中間縦軸材
２３ 横軸材
２４ 面材
２５ 面材
２６ 土砂
２７ 通気穴

Claims (3)

1. 木造住宅の壁部に使用される放射線遮蔽パネルであって、
   １対の縦軸材と、
   少なくとも１本の中間縦軸材と、
   該１対の縦軸材及び該中間縦軸材の両端に結合された上下１対の横軸材と、
   該縦軸材及び該横軸材により囲まれる枠体の両側を覆って固定された面材と、
   を備え、
   該縦軸材、該横軸材及び該面材で囲まれた該枠体の内部空間に、土砂が充填され、該面材の上部及び下部に通気穴が設けられ、
   該面材の外側に複数の胴縁が固定され、該胴縁と該面材で包囲される内部空間に断熱材が挿入され、該胴縁及び該断熱材の外側に外壁用の外サイディングが固定されたことを特徴とする放射線遮蔽パネル。
2. 前記枠体内の内部空間に充填する土砂に、石灰が混入されることを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽パネル。
3. 前記枠体の内部空間に充填する土砂には、合成樹脂バインダーが混入され、該内部空間内で該土砂が結合固化することを特徴とする請求項１記載の放射線遮蔽パネル。

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