JPH0598067A - 透明放射線遮蔽材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、透明性を損なうことなくよ
り多量割合の希土類元素、特にガドリニウムを添加、配
合することができ、良好な放射線遮蔽性能を有する透明
放射線遮蔽材及びその製造方法を提供することにある。 【構成】 本発明の透明放射線遮蔽材は、ガドリニウム
塩をガドリニウム換算量で１０〜３０重量％、前記ガド
リニウム塩を溶解するためのイミダゾール１０〜３０重
量％、樹脂４０〜６０重量％及び硬化剤５〜２０重量％
よりなることを特徴とする。なお、本発明の透明放射線
遮蔽材はガドリニウムの他に鉛を併用することもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明放射線遮蔽材及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂に、酸化鉛、ハロゲン化鉛、酢
酸鉛等の鉛化合物を含有せしめて、軽量で加工性、成形
性に富む放射線遮蔽材料が得られることは公知である。
しかし透明性を有し、硬質の熱可塑性樹脂に、上述のよ
うな鉛化合物を含有せしめて、実用上満足な放射線遮蔽
能を有する材料は、しばしばその透明性を失い、また、
ブリード現象を起こしたり、脆弱になるなど実用上種々
の問題を有する。

【０００３】この問題を解決するために、例えば特開昭
53−9994号公報には、(Ａ)メタクリル酸メチルまたはス
チレンのうち少なくとも１種のモノマーを必須成分とし
て含み、熱変形温度６５℃以上を有し、かつ厚さ８ｍｍ
で測定した全光線透過率が７０％以上である重合体、ポ
リカーボネート、ポリ塩化ビニルよりなる群から選ばれ
た熱可塑性重合体３５〜８７重量％及び(Ｂ)一般式(Ｒ
ＣＯＯ)_aＰｂ(ただしａは鉛の原子価に等しい整数、Ｒ
は炭素数５〜２０の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を
表す)で表される有機酸鉛６５〜１３重量％からなる放
射線遮蔽用組成物が開示されている。

【０００４】しかし、上述の放射線遮蔽用組成物はＸ線
やγ線のような電磁波及びα線、β線のような荷電粒子
に対しては有効な遮蔽能力を示す鉛が配合されているも
のの、熱中性子線に対しては不十分なものである。

【０００５】一方、中性子線遮蔽の高分子材料として、
ポリエチレンまたはメタクリル樹脂に硼素化合物を添加
することも知られている。しかし、この方法も中性子線
吸収能は大きいものの、中性子吸収反応に伴い生成する
ヘリウム、リチウムは中性子吸収能がほとんどないた
め、中性子の吸収量の増加を伴わないその能力は減少し
て行く傾向をもつと共に、光学的及び機械的性質につい
て満足すべきところまで至っていない。

【０００６】中性子線を吸収する物質として上記の硼素
化合物以外に、原子番号６２、６３及び６４の希土類元
素であるサマリウム、ユーロピウム及びガドリニウムが
熱中性子線の吸収能が硼素よりも更に大きいことが知ら
れている。このような成分が配合された組成物としては
例えば特開昭60−99150号公報に、可視領域においてメ
タクリル樹脂を除く透明な熱可塑性樹脂及び／または熱
硬化性樹脂からなる樹脂にガトリニウム、サマリウムま
たはユーロピウムの少なくとも１種からなる希土類元素
化合物を均一に分散し溶解してなる樹脂組成物が開示さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭60
−99150号公報に開示された樹脂組成物には、ガドリニ
ウム等の希土類元素化合物が全樹脂分に対して希土類元
素として０.００１〜１０重量％の範囲でしか添加配合
されていない。この理由は該公報によると、配合量が１
０重量％を超えると樹脂組成物の機械的性質及び透明性
が損なわれるためとしている。しかし、上記上限量の希
土類元素を添加配合した樹脂組成物でも中性子性吸収能
は充分とは言えず、良好な性能を有する透明放射線遮蔽
材とは言えない。

【０００８】従って、本発明の目的は、透明性を損なう
ことなくより多量割合の希土類元素、特にガドリニウム
を添加、配合することができ、良好な放射線遮蔽性能を
有する透明放射線遮蔽材及びその製造方法を提供するこ
とにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、透明性を損な
うことなくより多量割合の希土類元素、特にガドリニウ
ムを添加、配合することができ、同時に鉛をも添加、配
合することができ、良好な放射線遮蔽性能を有する透明
放射線遮蔽材及びその製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る透明放射線
遮蔽材は、ガドリニウム塩をガドリニウム換算量で１０
〜３０重量％、前記ガドリニウム塩を溶解するためのイ
ミダゾール１０〜３０重量％、樹脂４０〜６０重量％及
び硬化剤５〜２０重量％よりなることを特徴とする。

【００１１】なお、この透明放射線遮蔽材は、ガドリニ
ウム換算量で１０〜３０重量％のガドリニウム塩を、前
記ガドリニウム塩を溶解するためのイミダゾール１０〜
３０重量％で溶解し、次に、ガドリニウム含有溶液に樹
脂４０〜６０重量％及び硬化剤５〜２０重量％を添加、
混合して得た溶液を所定の形状の型枠にて注型すること
を特徴として製造することができる。

【００１２】更に、本発明に係る放射線遮蔽材は、ガド
リニウム塩をガドリニウム換算量で１０〜３０重量％、
鉛塩を鉛換算量で３０重量％以下、ガドリニウム換算量
及び鉛換算量でのガドリニウム塩と鉛塩の合計量５７重
量％以下、前記ガドリニウム塩及び鉛塩を溶解するため
のイミダゾール１０〜３０重量％、樹脂４０〜６０重量
％及び硬化剤５〜２０重量％よりなることを特徴とす
る。

【００１３】なお、この透明放射線遮蔽材は、ガドリニ
ウム換算量で１０〜３０重量％のガドリニウム塩及び鉛
換算量で３０重量％以下の鉛塩で、かつガドリニウム換
算量及び鉛換算量でのガドリニウム塩と鉛塩の合計量５
７重量％以下のガドリニウム塩及び鉛塩を、前記ガドリ
ニウム塩及び鉛塩を溶解するためのイミダゾール１０〜
３０重量％で溶解し、次に、ガドリニウム及び鉛含有溶
液に樹脂４０〜６０重量％及び硬化剤５〜２０重量％を
添加、混合して得た溶液を所定の形状の型枠にて注型す
ることを特徴として製造することができる。

【００１４】

【作用】本発明の透明放射線遮蔽材は、中性子吸収能に
優れたガドリニウムを単独で、またはガドリニウムと鉛
を併用して配合するものであり、これらの成分の塩をイ
ミダゾールに溶解した後に樹脂成分や硬化剤と混合する
ことにより、これまでは透明性を損なったり、機械的性
質を損なう恐れがあるために添加、配合することができ
なかった量のガドリニウムや鉛を配合できるものであ
る。

【００１５】本発明の透明放射線遮蔽材に使用するガド
リニウム塩は後述するイミダゾールに溶解するものであ
れば特に限定されるものではないが、例えばアクリル酸
ガドリニウム、アセチルアセトナートガドリニウム、プ
ロピオン酸ガドリニウムのような有機塩を挙げることが
できる。ガドリニウム塩の添加、配合量はガドリニウム
換算量で１０〜３０重量％の範囲である。

【００１６】次に、本発明の透明放射線遮蔽材に使用す
る鉛塩は後述するイミダゾールに溶解するものであれば
特に限定されるものではないが、例えばアクリル酸鉛、
オクチル酸鉛、リノレイン酸鉛のような有機塩を挙げる
ことができる。鉛塩の添加、配合量は鉛換算量で３０重
量％以下である。なお、鉛塩とガドリニウム塩を併用す
る鉛塩とガドリニウム塩の合計量は鉛換算量及びガドリ
ニウム換算量で５７重量％以下とする必要がある。これ
は合計量が５７重量％を超えると、透明放射線遮蔽材の
透明性が損なわれることがあるためである。

【００１７】本発明の特徴は、上記のようなガドリニウ
ム塩またはガドリニウム塩と鉛塩をイミダゾールに一旦
溶解し、樹脂分及び硬化剤と混合するところにある。ガ
ドリニウム塩や鉛塩をイミダゾールに溶解してから、樹
脂分及び硬化剤と混合することにより、得られる透明放
射線遮蔽材の透明性を損なうことなくより多量割合のガ
ドリニウムや鉛を配合することができる。使用可能なイ
ミダゾールとしては、１−ベンゾール−２−フェニルイ
ミダゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾー
ル、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジ
ル−２−メチルイミダゾール及びこれらの塩酸塩であ
る。イミダゾールの添加、配合量は通常ガドリニウム塩
や鉛塩の添加、配合量の１／２以上が好ましく、例えば
１０〜３０重量％の範囲内である。

【００１８】本発明の透明放射線遮蔽材に使用する樹脂
は特に限定されるものではないが、例えばメタクリル樹
脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を挙げる
ことができる。樹脂の添加、配合量は４０〜６０重量％
の範囲内である。該添加、配合量が４０重量％未満であ
ると、透明放射性遮蔽材の機械的強度が劣るために好ま
しくない。また、６０重量％を超えると他の成分の添
加、配合量との関係で好ましくない。

【００１９】硬化剤は使用する樹脂を硬化する成分であ
り、使用する樹脂に応じて使用すれば良い。硬化剤の添
加、配合量は通常５〜２０重量％の範囲内であり、ま
た、樹脂の使用量の２０重量％以上であることが好まし
い。なお、硬化剤はガドリニウム塩や鉛塩の溶解助剤と
しても作用する。

【００２０】本発明の透明放射線遮蔽材は、上述のガド
リニウム塩またはガドリニウム塩と鉛塩を、イミダゾー
ルで溶解し、次に、ガドリニウム及び鉛含有溶液に樹脂
及び硬化剤を添加、混合して得た溶液を所定の形状の型
枠にて注型することにより製造することができる。

【００２１】

【実施例】

実施例１ アクリル酸カドリニウム ２２重量％ １−ベンゾール−２−フェニルイミダゾール塩酸塩 ８重量％ (商品名：キュアゾール) １−イミダゾール−２−メチルイミダゾール １６重量％ (商品名：エピキュア) エポキシ樹脂(商品名：エピコート８１５) ４２重量％ ジエチレントリアミン １２重量％ まず、上記割合でアクリル酸ガドリニウムをキュアゾー
ル及びエピキュアとを加熱装置付撹拌機(ワーナー型)で
８０℃で３０分間混合、溶解して黄色透明な溶液を得
た。次に、エピコート８１５とジエチレントリアミンを
加え、室温で良く撹拌混合した後、ガドリニウム含有溶
液を撹拌、溶解し、ガラスの鋳型に流し込み、４０℃で
１５時間加温して固化させて本発明の透明放射線遮蔽材
を得た。得られた透明放射線遮蔽材は良好な透明性を有
し、樹脂に対して約１８重量％のガドリニウム含有量を
もつものであった。

【００２２】実施例２ アクリル酸カドリニウム １７重量％ アクリル酸鉛 ５重量％ １−ベンゾール−２−フェニルイミダゾール塩酸塩 ６重量％ (商品名：キュアゾール) １−イミダゾール−２−メチルイミダゾール １７重量％ (商品名：エピキュア) エポキシ樹脂(商品名：エピコート８１５) ４３重量％ ジエチレントリアミン １２重量％ まず、上記割合でアクリル酸ガドリニウム及びアクリル
酸鉛をキュアゾール及びエピキュアとを加熱装置付撹拌
機(ワーナー型)で８０℃で３０分間混合、溶解して黄色
透明な溶液を得た。次に、エピコート８１５とジエチレ
ントリアミンを加え、室温で良く撹拌混合した後、ガド
リニウム含有溶液を撹拌、溶解し、ガラスの鋳型に流し
込み、４０℃で１５時間加温して固化させて本発明の透
明放射線遮蔽材を得た。得られた透明放射線遮蔽材は良
好な透明性を有し、樹脂に対して約１４重量％のガドリ
ニウム含有量及び約６重量％の鉛含有量をもつものであ
った。

【００２３】

【発明の効果】本発明の透明放射線遮蔽材は、透明性を
損なうことなく、従来は添加、配合できないとされてし
たような多量割合のガドリニウムや鉛を含有するもので
あり、良好な放射線遮蔽能を有するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 101/00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガドリニウム塩をガドリニウム換算量で
   １０〜３０重量％、前記ガドリニウム塩を溶解するため
   のイミダゾール１０〜３０重量％、樹脂４０〜６０重量
   ％及び硬化剤５〜２０重量％よりなることを特徴とする
   透明放射線遮蔽材。
2. 【請求項２】 ガドリニウム換算量で１０〜３０重量％
   のガドリニウム塩を、前記ガドリニウム塩を溶解するた
   めのイミダゾール１０〜３０重量％で溶解し、次に、ガ
   ドリニウム含有溶液に樹脂４０〜６０重量％及び硬化剤
   ５〜２０重量％を添加、混合して得た溶液を所定の形状
   の型枠にて注型することを特徴とする請求項１記載の透
   明放射線遮蔽材の製造方法。
3. 【請求項３】 ガドリニウム塩をガドリニウム換算量で
   １０〜３０重量％、鉛塩を鉛換算量で３０重量％以下、
   ガドリニウム換算量及び鉛換算量でのガドリニウム塩と
   鉛塩の合計量５７重量％以下、前記ガドリニウム塩及び
   鉛塩を溶解するためのイミダゾール１０〜３０重量％、
   樹脂４０〜６０重量％及び硬化剤５〜２０重量％よりな
   ることを特徴とする透明放射線遮蔽材。
4. 【請求項４】 ガドリニウム換算量で１０〜３０重量％
   のガドリニウム塩及び鉛換算量で３０重量％以下の鉛塩
   で、かつガドリニウム換算量及び鉛換算量でのガドリニ
   ウム塩と鉛塩の合計量５７重量％以下のガドリニウム塩
   及び鉛塩を、前記ガドリニウム塩及び鉛塩を溶解するた
   めのイミダゾール１０〜３０重量％で溶解し、次に、ガ
   ドリニウム及び鉛含有溶液に樹脂４０〜６０重量％及び
   硬化剤５〜２０重量％を添加、混合して得た溶液を所定
   の形状の型枠にて注型することを特徴とする請求項３記
   載の透明放射線遮蔽材の製造方法。