JPH0699721B2 - γ線遮蔽材用タングステン粉末とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はγ線遮蔽材用のタングステン（Ｗ）粉末とその
製造方法に関し、更に詳しくは、γ線遮蔽材を高密度化
するに有効なＷ粉末とその新規な製造方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ γ線遮蔽材として、シリコーンゴムに鉛粉を充填したも
のが従来からよく知られている。

しかしながら、鉛粉は有毒物質であり作業者の健康を害
する虞れが大きい。また、鉛粉は空気中で酸化し易いの
で成形した遮蔽材の保存時に該鉛粉の凝集が起り遮蔽材
のγ線遮蔽能や耐火性能に悪影響を及ぼす。更に、従来
方法においては、配合できる鉛粉の量には限界があり、
その結果、得られた遮蔽材の単位体積当りの鉛粉の含有
量が比較的少なく、その嵩密度を7g/cm³以上に高めるこ
とがはなはだ困難であった。

一般に、γ線遮蔽材はその嵩密度が高ければ高いほどγ
線遮蔽能が大きい。したがって、鉛粉を用いた上記γ線
遮蔽材において、そのγ線遮蔽能を高めるためにはその
厚みを厚くして含有せしめる鉛粉の量を増大せしめるこ
とが必要となる。

ところで最近は、γ線遮蔽容器を漸次小型化する傾向が
すう勢である。そのためには、γ線遮蔽材の厚みを薄く
すればよい。しかしながら、上記したように鉛粉を用い
た場合、遮蔽材の厚みを薄くするとそのγ線遮蔽能は劣
化してしまう。

このようなことから、鉛粉に代えてより密度の高いＷ粉
末を配合して成るより高密度の遮蔽材の検討が進められ
ている。

しかしながら、Ｗ粉末を配合しても必ずしも満足のいく
高密度の遮蔽材、すなわち、より薄くすることができる
遮蔽材の開発はなされていないのが現状である。

［発明の目的］ 本発明は、上記した現状の壁を突破し、高密度，具体的
には嵩密度が7g/cm³以上のγ線遮蔽材の製造にとって有
効なＷ粉末とその製造方法の提供を目的とする。

［発明の概要］ 発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結
果、後述する方法で製造したある特定の嵩密度を有する
Ｗ粉末を用いると、得られた遮蔽材の密度を容易に7g/c
m³以上に高くすることができ、その結果、従来にまして
薄い遮蔽材にすることができるとの事実を見出し本発明
を開発するに到った。

すなわち、本発明のγ線遮蔽材用Ｗ粉末は、ASTMB−329
のスコット法で測定した嵩密度が4g/cm³以上、好ましく
は4.8g/cm³以上であり、マトリックス材と混練、成形、
硬化させて使用されることを特徴とし、そのＷ粉末の製
造方法は、ASTMB−329のスコット法で測定した嵩密度が
0.5g/cm³以上であるＷ粉末を加圧成形し、得られた成形
体を1000℃以上の温度で焼成したのち、10mm以下の粒径
に粉砕してγ線遮蔽用Ｗ粉末を得ることを特徴とし、該
粉末はマトリクス材と混練、成形、硬化させて使用され
る。

一般に、Ｗ粉末は、パラタングステン酸アンモニウム結
晶を酸化して酸化物とし、この酸化物粉末を水素還元し
て製造されている。このような方法で製造されたＷ粉末
の嵩密度は、ASTM（アメリカン・ソサエティ・フォア・
テスティング・アンド・マテリアルズ:American Societ
y for testing and Materials）のＢ−329で規定するス
コットボルメーター（Scott volumeter）を用いて測定
した値が通常4g/cm³以下である。

しかしながら、本発明におけるＷ粉末は、上記した方法
で測定した嵩密度が4g/cm³以上である。嵩密度がこの値
より小さい場合は、得られた遮蔽材の密度は高くならな
い。

このＷ粉末は次のようにして製造される。

まず、上記した従来方法で製造したＷ粉末を所定の型に
充填して加圧成形する。用いるＷ粉末の嵩密度は上記ス
コット法で測定した値が0.5g/cm³以上であることが必要
であり、この値が0.5g/cm³より低い粉末は製造が難しく
従って粉末の価格が高くなるため工業的な使用には適さ
ない。0.5〜3.0g/cm³のものが、製造し易いうえ、嵩密
度を望ましい水準にまで高め易いという点で好ましい。
また、粒度は格別限定されないが、通常、平均値で0.5
〜15μｍである。

加圧成形は0.5ton/cm²以上の圧を印加して行なわれるこ
とが好ましい。あまり小さい加圧力では成形体が充分に
賦形されず取扱い困難になるからである。

得られた成形体は1000℃以上の温度で焼成される。いわ
ば、Ｗ粉末を相互に一部または不完全に焼結するわけで
ある。このことによって、部分的な高密度化が進行す
る。焼成温度が低すぎるとこの効果が発揮されない。し
たがって、この焼成過程が目的とするＷ粉末の嵩密度を
規定する最も重要なプロセスであるが、例えば、嵩密度
の高いＷ粉末を得たい場合は、その焼成温度を比較的高
位に設定し、かつ焼成時間を長期化すればよい。焼成温
度，焼成時間は目標とする嵩密度により種々変動させら
れるが、通常は1600〜1900℃,0.1〜２時間が好ましい。

なお、焼成は、水素などの還元雰囲気またはアルゴンな
どの不活性雰囲気中で行ない、Ｗ粉末の酸化を防止して
行なうことはいうまでもない。

得られた焼成体は、つぎに、10mm以下の粒径にまで粉砕
される。粉末の粒径を10mmより大きくすると、遮蔽材製
造時に、マトリックス中での分散割合が低下してγ線遮
蔽能を劣化をきたすと同時にマトリックスとの混練時の
沈降速度が大きくなり均一な密度組成が得られない。好
ましくは5mm以下である。

得られた粉末は、製造当初における種々のＷ粉末が一部
焼結して高密度化した一部焼結粒子の集合体となってい
るため、全体として嵩密度が高くなるものと推考され
る。

本発明のＷ粉末は、常法に従って、例えばシリコーンゴ
ムのようなマトリックス材と混練し、この混練物を成形
して目的とするγ線遮蔽材の製造に使用される。

なお、本発明のＷ粉末は、上記した本発明方法で製造し
たＷ粉末のみであってもよいが、その外に、このＷ粉末
に従来方法を用いて製造したＷ粉末を所定量混合して嵩
密度を4g/cm³以上に調整した混合粉末であってもよい。

［発明の実施例］ 実施例１〜11 （１）Ｗ粉末の調製 従来方法で製造し嵩密度が2.15g/cm³のＷ粉末（平均粒
径1.5μｍ）を型に充填したのち2ton/cm²の圧を印加
し、Ｗ粉末の圧粉体を成形した。

この成形体を水素炉中にいれて表示の温度でそれぞれ10
分間焼成した。

得られた焼成体を粉砕機にかけて粉砕したのち篩分けし
て粒径5mm以下のＷ粉末を得た。

（２）γ線遮蔽材の製造 25℃における粘度が3000cStのシリコーン樹脂（三液性
シリコーンゴム組成物）の表示量に嵩密度が異なる表示
のＷ粉末100gを配合して、全体がスラリー状になるまで
ウォーターバス中で加圧混練したのち混練物を取出し、
ここに所定の硬化剤を添加して充分撹拌した。得られた
粘稠混練物を直径約36mmφの有底円筒に注入し、減圧処
理を施して脱泡したのち、室温で約24時間かけて硬化し
た。

得られた各硬化物の嵩密度をアルキメデス法で測定し
た。

なお、比較のために、嵩密度は異なるがしかし従来方法
で製造されたＷ粉末を用いたことを除いては、上記と同
様の方法で成形した硬化物を製造しそのアルキメデス法
による嵩密度も測定した。以上の結果を一括して表に示
した。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明のＷ粉末はγ線遮
蔽材の充填材として用いたとき該遮蔽材の密度を容易に
7g/cm³以上にまで高めることができる。なおＷ粉末の嵩
密度が4.8g/cm³以上であると、硬化物の密度が8g/cm³以
上となり、極めて好ましい。それゆえ、γ線遮蔽能を低
下させることなく遮蔽材の厚みを薄くすることが可能と
なり、該遮蔽材の小型化に寄与すること大である。ま
た、その製造方法は、焼成温度を適宜管理することによ
り、Ｗ粉末の嵩密度の管理，ひいてはそれを充填した遮
蔽材の密度の管理を容易にするため有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ASTMB−329のスコット法で測定した嵩密度
   が4g/cm³以上であり、マトリックス材と混練、成形、硬
   化させて使用されることを特徴とするγ線遮蔽材用タン
   グステン粉末。
2. 【請求項２】ASTMB−329のスコット法で測定した嵩密度
   が0.5g/cm³以上であるタングステン粉末を加圧成形し、
   得られた成形体を1000℃以上の温度で焼成したのち、10
   mm以下の粒径に粉砕した粉末を得る方法であり、該粉末
   はマトリックス材と混練、成形、硬化させて使用される
   ことを特徴とするγ線遮蔽材用タングステン粉末の製造
   方法。