JPS5917195A - 高エネルギ−放射線用遮蔽材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ｉｆ高エネルギー放射線用の遮蔽体全構成するの
ｖｃ　（（７適な月別に関する。

例えば、第１図に模式的に示し１こような加速器〕ｘつ
ｖｃ、商エネルギー放射線を扱う機器ｆ（おいてに１、
放射線の遮蔽全完全ｖｃ　＜１’なわねばならない。

１）η来、例えば第１図のカウンター実験室へのチャ／
ネル部１等ケ構築゛ｒるには、普卸コンクリ−１・ある
いはＱ′ｉ率コシコンクリ・の使用１が提案されてぃた
。なお、第１図において、２は線ノ〜り加速器、６はブ
ースター、４に主リングを示し°（いる１、チー１′ン
イ・ル部１の断面形状の１例を第２〜３図Ｖこ示すが、
砂と砂利全骨材とする普通−ｆンクリー　ト５λ〜用い
る場合には第２図のようにそ−のｊｌ／みが人きなマソ
ンブコンクリートに打込捷ね仁１’、　ｆｌらない。こ
のため、遮蔽能の太きｆｉＦｅ分を含−（Ｔさ、ｌ′Ｉ
−／こ小計コンクリート６（より具体的ｌ／ｃ１−Ｊ、
磁鉄鉱や、ｌ、ｌｔ鉄鉄鉱付骨材し１こコンクリ−１・
）全便１［］°ツーることＫよって、その厚みの低減を
図ることが提案されている（第５図）。いづれにおいて
も、放射線の遮蔽にその設計基準により十分に達成され
るものであるが、ここｉＣ一つの問題がある１、それに
１．１−ヤンネル部１のようにカウンター室に近い部分
てにＹ、作業員がその中に入って作業する心安があり、
この場合、その遮蔽体に残留放射能があると被曝するこ
とである。

すなわち、放射線の遮蔽は完全であつ”ても、−そ−の
物体が放射線の照射を受け／こ場合Ｆその物体白身刀）
ら放射能が出てくる（生成残１ｖ（放射能）場合ｌＦｌ
にＹ、これに近すくと被曝１−る。この生成残留放射能
に１照射イる放射線が強いほど強く数＋ｒｌＨ／ｈない
し数ＩＵ［］フ”　Ｒ／　ｈ　ｙｃ達゛［る鳴合イ、あ
る。

１−１こがって、高１不ルギー放射線の遮蔽体拐刺とし
ては、遮蔽能力があることＦ［もとより、生成残留放射
能が少ない刀＼、こ＋７．が１１°し１も・その減衰が
大きい特性を有するものが望まれ、かつその拐質特性と
して強度その他の面においても遮蔽体に構築できるもの
であらねばならない、 本発明にこの要求ケ満１こす月利の開発な′目的とし１
こもので、従来その使用例を堅ｆＸ（／Ｔｈカル／ウノ
ツノＦ体の新規な高エネルギーＩＩＪ放射線遮藪相１１
を４是供するものて々）る。すなわち本発明に１、力／
Ｌ／　・７つｊ−芥７ζｔ１力ルソウノ・化合物を、カ
ル゛／ツノ・換算量で少なくとも１０重量係、好１しく
に１５重量係以１°１、さら＋Ｃ（＋ｌＴ　ｉ　Ｌ　＜
　ｉｄ　２ｐ重昂°係以上含イ１させ／こ商エネルギー
１［−１放射線遮蔽４＝４□　Ｆｌ　”ｉ提供′４−る
。こσ）遮薮桐第１に１、後記実施例に示−すようＶＣ
１遮蔽能が大きく、残留放射能が小さく、（−刀）も減
衰効果が尺きいｑ〕で、従来の普通コンクリート−や重
量コンクリートでは得られない利点をイコし−Ｃいる。

本発明の材料に含有させるカルシラノ・源としてｒ、■
、カルシウム単体であってもよいが、実際Ｖ′ｃｉ、１
カル／ウム化合物の使用が便宜であり、これ全適切な治
機系および／捷１ζは無機系の結合剤を使用１ブＵ　Ｊ
’ｌＦ途規模に応じ／こ大きさや強度を得るように成形
するのがよい。そのきい、得られた遮蔽月中のカルシウ
ム含量が少なくとも１０重量係以−Ｌとなるようにカル
シウム化合物を配合す；！：）。使用することができる
カルシウム化合物としては次のものを挙げることができ
る。水素化合物例えば水素化ツノルシウム（Ｃａ［（２
）　；ハロゲン化物例えば、７ノ化力ルンウム（Ｃａ、
Ｆ２）　、塩化カルシラノ、（（：　Ａ、　Ｃ＋２゜Ｃ
ａ、ｃｌ、・Ｈ２Ｏ、ＣａＣ１’、、２１１２０　、０
Ｍ３／２−６１Ｌｌｆｌ）、臭化カルシウム（ＣａＢ、
ｒ２　、　　Ｃａ［うＴ’２　・６　ｔｌ、　０　）、
ヨウ化ツノルシウム（Ｃａ、Ｉ□）；酸素寸１こにｒ（
碓鼠化合物例、２−ば水酸化カルシラノ、（Ｃ！ａ　（
Ｃｍ）２　）　、酸化カルシラノ・（ＣａＯ）　、過酸
化力／ｌｚゾウ八（へ（：＋ｌ＋、’、　（：Ｃ０２・
８１１．、（１）、水硫化力ルシウｌ、（Ｃａ（Ｓ’１
）２）　、ｆｍｉｌ化カル／ウノ・ツノＣａ、Ｓ　）　
、過硫化力ルンツノ、（Ｃａ、ｆ、：ｒ、　、ｙ〉２　
）　；窒素ｔたは燐化合物例えば窒化カルノウｌ、（”
’３Ｎ２　）、ｑジ化力ルンツノ、（（：ｎ　（Ｎ、　
）、、　）、カルンウ１１イミド（Ｃ＋３．Ｎ［ｌ　ｌ
、カルシウムアミド（ｃａ　（Ｎ、Ｉ（２’１２１、′
＼ヤギ−−７７ｉ　７カル７ウノ、（ＯＲ，（Ｎ）＋３
）６１．１ノンイヒノノル／ウノ、（Ｃ’：？Ｎ、、　
Ｉ・２）；その他の化合物類例えば；１：　’）　ｊＢ
　：））　／Ｌ／　／ツノ、（ｃａＢ６）、炭化カル／
つｌｚ　（Ｃａ、　Ｃ２）、カル・ンウム／アナミド（
０ａＯＮ２１、ケイ化力ルシツノ、（（：ａ２Ｒｉ、　
、　ＣｈＳｉ　、　ＣａＳｉ２１　；無機酸１］こけ有
機酸類例、ｆ−＆：ｌ二、硝酸プ）ｉレシウｌ、（Ｃａ
　（ＮＯ３）２）　、硫１甲２　ノ）ｉし　シ　ウ　ノ
、　（Ｃａ　ＳＯｓ　　＋　　　ＣＲＳＯ４・　１／２
１１２０　　＋　　　Ｃａ　ＳＯ４，２＋１２０）西′
１酸カルノ１ンノ、（（頴、　（（−ＩＴ、００２　）
２１、シｊ−’′）＃力Ｊレノツノ、（（：ｓ　（：、
、　０４）、−アーヒチルアセトン・Ａ−キノン・＋’
−１１／ンジγミン四配ｌ酸などとσ）錯化合物、１砥
酸ノ）　　７１　　ン　１ン　ノ、　［（：ａ（：０．
）　　、　　リ　ン　酸カ　ル　−／　ウ　ノ、　（ｃ
ａ、（ＰＯ４１２］ノ　タ　リ　／「イ２　カ　ノ（／
　ウ　）、　（Ｃ，ａ　（＋ＩＯ，，ｌ、ｌ　　、　　
リ　ン　酸水素ツノ　ル　７１ン　〕、　　（（：；＋
　ｌｌＰＯ４２１１，０、（Ｎａ　（１１，、ｌ”（１
４１２’ＴＴ２０　１　　、（−１１す／酸ノノル／ツ
ノ、（（：Ｒ２ｐ、、　０７１、メタケイ酸ｌノ　ノ１
．７　　ウ　ノ、（白うＳ口ＬＬ　　）　　、　　　ヘ
キ　−リ′　ノ　ハ／　メ　ｎ　　ケ　４　　酸　プフ
！【／ツノ、（（”８Ｃε’＋　ｌ　１”６１・２［１
２０１、炭酸マダイ、ンウｊ８ノノルシウノ、（Ｔ：ｉ
ｌ、Ｍｐ：　［４＋、Ｏ山）、クイペアルミニツノ、カ
ルシウム（Ｃａ、ＡＩＣハｚ（Ｓ：ｏ、　）７１　）、
タングステンｒａカルシウム（Ｃａ、ＷＯ，）、モリブ
チＺｒ１ｌ安ノノノ【ンウム（ＣａＭｏ０４）、ヨウ素
酸カルンツノ、（［”、）１．　＋　１　（１３）２　
）、およびこれらに類するもの。

これらのカルシラノ、化合物ケ遮蔽拐ｆ１と’Ｊ’Ｚ）
場合に、その物質自身が成形能と強度を一イ」し、・Ｊ
ν求　　　　。

みれる形状と強度′を保持しブこ遮＃Ｉい？１（利に一
’（−ｆｆ）物゛ｎ　　　　　’自身で構成できるもの
く）あるが、４分１本もしくはわソ状の形態を有する物
質の場合＆、ｊ、これ６：１．かる・く、　　き結合剤
を用いて所望の形状に成形するのがよい。

この結合剤としてに無機系のもの一テ！す、［’　ｌ：
メ／１・の使用が好適であり、この場合、カルシラノ、
源は１−メント骨相（粗骨相および／　’ｉ　７ｖ　Ｑ
、ｒ　１Ｙ（ＩＩ　・ｔ！　ＡＡ’　ｌと【−１て機能
するようＶＣなる、有機系の結合剤ｔ：１、そ゛の性質
上、金属成分に通常含有されておＣ）ず含有されていて
もその量は極めて微量であるのがフＩｈ常であるから、
生成残留放射能を高める作用が小バいのが普通である。

この意味から“４゛れ＆Ｊ、イｊ′機系の結合相どして
げあらゆるものが使）１］でへる。例えば、熱可塑性樹
脂や熱硬化性樹脂、ゴノ・類、あ２）−リ１接着剤−や
粘結剤のように反応１Ｃよって接着性を示−ｆ′接接着
剤類どが、−その代表的な結合剤となる。１１こ、この
ような無機系も（２くは有機系σ）結合剤ＶＣ，，１：
らずとも、袋体やシー　１・によってこのカルンツノ、
化合物を所定の厚みや形状に保持１−るような使Ｉ１１
のしかたえすることもてきる。

第４図にｒ、　Ｊ常のセメント全結合イΔとして使１１
１し、カルンウム化合物例えば炭酸力ルンツノ、系の岩
石類（寒水石、粒状大理石、結晶Ｊ＆石灰石など）をこ
のセメントの和骨月および／１１ζｔ：１細骨拐として
、１０重量係以北のカル／ラムとなるように含有させ１
こ本発明のＪ＠藪月７によって、第２〜６図同様のカウ
ンター室−アー＼′ン不ル部を構成Ｌ〜１こ例欠示して
いる。この本発明の遮蔽月７による場合ｖ１、第２図の
普通コンク’Ｊ−１−と同じ厚さに構成すれば、その遮
蔽能は同等もしくはそれ以上となるほか、第２図の管通
コンクリートでは得られない低い残留放射能と７１ｉ：
１１７７７１つ残留放射能の減衰も著しく早く、作業員
がこのチー＼′ン不ル部に入り込むσいの被曝の危険性
が著（−り軽減される。

第５図に、第４図と同様の本発明の遮蔽拐７全内１ｆ（
！ｌに、第６図と同様の比重が５．６以］二の型部コン
クリートを外側にした２重構造のもの全示しζおり、こ
の場合は第２図のものより厚みｋ　ＡＶ　くしても同等
の遮蔽能が達成できると共に、第２〜３図の例で、げ達
成できない低い生成残留放射能をもつチャンネルに構築
でき、この中に作業員が入り込むさいの被曝の危険性が
第４図と同様ｖｃ　＋ｉｉ’７減される。このようにし
て本発明Ｃま、その応用例として、カルシウムま７ｊｌ
ｄ力ルンウト化合’Ｉｆ／ＪＴｈ、カルシウド換算量で
１０重＠チ以上含有させ７Ｃ４４１’・１層と、比重６
６以上の材料層との一重構造’Ｊ−’ｆＪする高１不ル
ギー放射線用遮蔽相別をも提供するものである。

実施例 第１表に示す調合により、酋Ｊｌポルトう７ｌ−１＝メ
ントを結合剤として使用して各種の遮蔽利１１衾製造し
７ζ。各月別の成分分析値を第２表に示し／へ。

１４α１の遮蔽材料ｒ、ｊ、カル／ウノ、ツノして寒水
石を使用し１ζものである。この寒水石に、粒状太理看
ｉ、結晶質石灰石、重質炭酸カルシウムども呼ばれ、実
質上、炭酸カルンウムカ）らなっている。結合剤どして
セメント全使用し１ζから、見方金変えれば、本例の遮
蔽相別は寒水石全骨相としたコンクリートであるとも言
える。第１表における組１骨材および粗骨材の量に、こ
の寒水石の量企表わしている。

Ｎｕ　２〜３に比較例であり、Ｎ［Ｌ２　ｒ；ｌ骨相と
して磁鉄鉱（Ｆｅ、（１，）　ｋ、Ｎα６に骨材と（−
で黄鉄鉱（１−ｒｅｓ２１を、呼たＮＣＬ　４は骨相と
して通常の砂および砂利全使用しｌζコ／クリート遮蔽
拐ケ示している。第３表に各桐材の強度試験結果および
比重を示すが、不発明の遮蔽材ギ・ｌＮ１１は比較例に
比し同劣・もしくにそれ以ヒの材お）特性をもっている
ことがわ力）る。

第３表 コンクリート試験ザンプル；　１００　ｍｍ５２ｆ　Ｘ
　２［］Ｏｗｍ養生方法；標準養牛 次に各桐材について１げ径５０ｍｍ、厚さ１ｏｍｍの円
板状テストピース全作成し、これを放射線遮蔽試験ニ供
し、次に述べる結果が缶られｌこ。

（１）放射線遮蔽能 ＋３７　、沫の０．６６　ＭｃＶ　（１）　？’線に対
する線減衰係に’ｉ　ｔｔはｔｌ、１９８　ｃｍ　　で
あつ７ζ。こ才９．に、署１山ごンクリート（μｍ０．
１８０　ｃｍ　’　ｌよりもｒ：Ｎｏに対−ジーる遮藪
幼泌が大きいことを示１〜マいる。／こ／ど（−１ｔｔ
　＆：ｉ次式の係数である。

ｒ　−−−１，＋、；　ｌｔ、’Ｅ １：遮蔽後遮蔽量 ■す：遮蔽体のない場合の放射線強度 工：遮蔽体の厚σ（ｃｍ） （２）生成残留放射能および減衰効果 ２０ＭｅＶ以−ヒのハトロン（中性子、陽子、π中間子
、に中間子）フラックスがｔｏ’　ｎ／ｖＬ　ｓｅｅの
−ところに試別を約１０日間曝し、その照射終了後、そ
の試験の表面線量率ｍ　Ｒ／ｈ　ｒ相対値全測定時間を
変えながら測定し１ζ。その結果を第６図に総括して示
した。

生成残留放射能は、照射終了直後の表面線量率の大きさ
で示されるが、第６図の結果から明らかなように、本発
明に従つＮα１の遮蔽材に［、Ｎｎ２〜４の比較材に比
べて、約１／１０の残留放射端１．か示さなかつ／こ。

減衰効果に第６図において右［：りの傾斜で表わされる
が、本発明ｌ／Ｃ従うＮα１の１１！ζ蔽拐ｒま約４日
で表面線量率ｒｆ１／１００に低下し、減衰効果も著し
いことが才つかる。

なお、本実施例ｆＣおい−Ｃ結合拐と【７−（セメンｊ
・全使用し７こが、このセメントに由来−ｆる生成残留
放射能並びに減衰効果く、測定Ｉｌｌ′］ニ表わ／Ｌ、
ていると考えられる（例えば、　Ｎａ　・パｌ’：　□
Ｊ　ＩＪＪｌｉ　５時間１゜し１ζがって、例えば有機
系の・くイ７ダーを使１１］シブこ場合には、このよう
な金属成分はあっても機甲である７１）１ら、本発明伺
の生成残留放射龍ケさらに小さくでき、寸１ζ減衰効果
も著１．りなるイ）のと衿えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は陽子加速器の概ｉ１１？％−＼１？面図、第２
〜５図は第１図のｘ　−ｘ’線矢視断面図であり、各々
その＋−ａ旧の種類を変え１４図、第６図ｒ、’１２　
［Ｉ　ＭｏＶ以１−のハドロンフランクスが１　［１’
　ｎ　／（，１１ｓθＣ］のとコロニ試料ケ約１０１１
間曝（７１こあとの表面線用率と照射終了後のその経時
変化全量ｆ図である。。 １・・・カウンター室に通ずるチλ゛／ネル部、４・・
・主リング、７・・・ツノルノツノ、　１１：、り＝：
　ｔ７．）μ！：、ｔＯｋ　ｋＡ、６・・・Ｆｅ含有Ａ
藪利。 出願人　　同和鉱業株式会ｒｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｊｌ）　　カル／つｌ、　−ｔ　７こｒｔ；ｒカルンウ
   ノ、化合物を、カル／ウソ・換３つ、量で１０＠晴係以
   −１−含有させ１こ高エイ・ルギー放射線用μ空１１１
   １２拐刺。 （２）　　カルシラｊ、　’１７こにｒカル／ウソ、化
   合物を、カル／ウソ、換２つ９Ｍで１０屯紹係以上含有
   させ１ζ拐和層と、比ｌＲ３６以にの拐旧層とσ尺−重
   構ｊ告を有゛丈る高エネルギー放射線用遮蔽月利。