JPWO2007043280A1 - Radiation shielding glass - Google Patents
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Abstract
鉛成分を含有しないＢｉ２Ｏ３系ガラスにおいて、鉛ガラスと同等又はそれ以上の遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを提供すること。モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を０．５〜８０％含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上である放射線遮蔽ガラスである。また、ＳｉＯ２の含有量を７０％以下とし、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合計量を３〜７０％含有させることで、より安定で、放射線遮蔽能力の高いガラスを得ることができる。To provide a radiation shielding glass having a shielding ability equal to or higher than that of lead glass in Bi2O3 glass containing no lead component. It is a radiation shielding glass containing 0.5 to 80% of Bi2O3 in mol% and having a lead equivalent to 150 kV X-rays of 0.05 mmPb / mm or more. Further, by making the content of SiO2 70% or less and containing 3 to 70% of the total amount of SiO2 and B2O3, a more stable glass with high radiation shielding ability can be obtained.
Description
本発明は、放射線遮蔽ガラスに関し、更に詳しくは、酸化ビスマスを含有する放射線遮蔽ガラスに関する。 The present invention relates to a radiation shielding glass, and more particularly to a radiation shielding glass containing bismuth oxide.
Ｘ線、γ線等の放射線を取り扱う施設において、仕事をしやすくするため、及び業務に携わる人々を放射線から守るために、放射線遮蔽ガラスが使用されている。このようなガラスとしては、可視域に高い透明性と、放射線に対して優れた遮蔽能力（吸収能力）が要求される。遮蔽能力はガラスの質量吸収係数と密度に比例するので、昔から密度の大きい鉛ガラスが使われている。 In facilities that handle radiation such as X-rays and γ-rays, radiation shielding glass is used in order to facilitate work and to protect people engaged in work from radiation. Such glass is required to have high transparency in the visible region and excellent shielding ability (absorption ability) against radiation. Since shielding ability is proportional to the mass absorption coefficient and density of glass, lead glass with high density has been used since ancient times.
しかし、鉛成分は有害物質であるため、鉛成分を多量に含む放射線遮蔽ガラスは、その製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、コストが高くなるという問題を有していた。また、鉛成分を多量に含む放射線遮蔽ガラスは、ガラス表面の汚れを落とすために、表面をクリーニングした後、ガラス表面に「ヤケ」が発生し、この「ヤケ」により、ガラスの透明性が著しく低下することも問題となっていた。 However, since the lead component is a harmful substance, radiation shielding glass containing a large amount of the lead component is required to take measures for environmental measures when manufacturing, processing, and disposing of it. Had a problem. In addition, radiation shielding glass containing a large amount of lead components generates “burns” on the glass surface after cleaning the surface in order to remove dirt on the glass surface. Decreasing was also a problem.
また、表面硬度が低いため、研磨や切断等の加工工程において、表面にキズがつきやすく、キズを原因としてガラスが割れることがあった。 Further, since the surface hardness is low, the surface is easily scratched in processing steps such as polishing and cutting, and the glass may be broken due to the scratch.
従って、鉛成分を含まない放射線遮蔽ガラスが開発されており、下記の特許文献１には、本質的に鉛成分を含有せず、ＳｉＯ２−ＢａＯ系のガラスであって、密度が３．０１ｇ／ｃｍ３以上である放射線遮蔽ガラスが開示されている。また、下記の特許文献２には、本質的には、鉛成分を含有せず、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３を含有し、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が、０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上である放射線遮蔽ガラスが開示されている。
しかしながら、特許文献１、２の放射線遮蔽ガラスは、遮蔽能力が鉛ガラスに比べて低いため、完全に鉛ガラスとの代替はできず、主にエネルギーの低い放射線を取り扱う場所に使用が限定されていた。 However, the radiation shielding glasses of Patent Documents 1 and 2 have a lower shielding ability than lead glass, and cannot be completely replaced with lead glass, and their use is mainly limited to places where radiation with low energy is handled. It was.
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、鉛成分を含有しないＢｉ２Ｏ３系ガラスにおいて、鉛ガラスと同等又はそれ以上の遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを提供する。The present invention has been made in view of the above problems, the Bi 2 O 3 based glass containing no lead component, to provide a radiation shielding glass having a lead glass which is equal to or more than the shield capability.
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｂｉ２Ｏ３系ガラスは、鉛ガラスと同様に、高い密度を有し、高い透明性と優れた放射線遮蔽能力を有することを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that Bi 2 O 3 glass has a high density, high transparency, and excellent radiation shielding ability like lead glass. As a result, the present invention has been completed. More specifically, the present invention provides the following.
（１） モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を０．５〜８０％含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上である放射線遮蔽ガラス。(1) Radiation shielding glass containing 0.5 to 80% Bi 2 O 3 in mol% and having a lead equivalent to 150 kV X-rays of 0.05 mmPb / mm or more.
Ｘ線等のような高エネルギーの放射線に対する遮蔽能力は、密度に比例することが知られている。本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、Ｂｉ２Ｏ３を含有させることにより、ガラスの密度を大きくすることができるため、高い放射線遮蔽能力を有する。また、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるため、高エネルギーの放射線を取り扱う場合においても、好適に用いることができる。It is known that the shielding ability against high-energy radiation such as X-rays is proportional to the density. According to the radiation shielding glass of the present invention, since Bi 2 O 3 is contained, the density of the glass can be increased, and thus the radiation shielding ability is high. Moreover, since the lead equivalent with respect to the 150-kV X-ray is 0.05 mmPb / mm or more, it can be used suitably also when handling high energy radiation.
（２） 密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上である（１）記載の放射線遮蔽ガラス。(2) The radiation shielding glass according to (1), wherein the density is 3.5 g / cm 3 or more.
この態様によれば、密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上であるため、高い遮蔽能力を有する。According to this aspect, since the density is 3.5 g / cm 3 or more, it has a high shielding ability.
（３） 厚みが１０ｍｍの前記放射線遮蔽ガラスにおいて、５５０ｎｍの波長における透過率が７０％以上である（１）又は（２）記載の放射線遮蔽ガラス。 (3) The radiation shielding glass according to (1) or (2), wherein the transmittance at a wavelength of 550 nm is 70% or more in the radiation shielding glass having a thickness of 10 mm.
この態様によれば、５５０ｎｍの波長における透過率が７０％以上であるため、光透過率がよく、内部の観察をしやすい放射線遮蔽ガラスを提供することができる。 According to this aspect, since the transmittance at a wavelength of 550 nm is 70% or more, it is possible to provide a radiation shielding glass with good light transmittance and easy internal observation.
（４） モル％で、ＳｉＯ２の含有量が７０％以下である（１）から（３）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(4) The radiation shielding glass according to any one of (1) to (3), wherein the content is SiO 2 and the content of SiO 2 is 70% or less.
この態様によれば、ＳｉＯ２の含有量が５０％以下であるため、安定して放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。According to this aspect, since the content of SiO 2 is 50% or less, a glass having a high radiation shielding ability can be provided stably.
（５） モル％で、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の含有量の合計が３〜７０％である（１）から（４）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(5) The radiation shielding glass according to any one of (1) to (4), wherein the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 3 to 70% by mol%.
この態様によれば、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３は、ガラス形成酸化物であり、上記範囲内で含有させることにより、安定なガラス、放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。According to this aspect, SiO 2 and B 2 O 3 are glass-forming oxides, and when they are contained within the above range, stable glass and glass with high radiation shielding ability can be provided.
（６） モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を３〜８０％、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２の合計量を３〜６０％、ＲＯ及びＲｎ２Ｏの合計量を５〜６０％（ＲはＺｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示し、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上を示す。）、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の合計量を０〜５％の範囲で各成分を含有する（１）から（５）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(6) In mol%, Bi 2 O 3 is 3 to 80%, the total amount of B 2 O 3 and SiO 2 is 3 to 60%, and the total amount of RO and Rn 2 O is 5 to 60% (R is Zn , Ba, Sr, Ca, Mg, one or more selected from the group consisting of, and Rn represents one or more selected from the group consisting of Li, Na, K, Cs.), Sb 2 O 3 and the total amount of the as 2 O 3 containing each ingredient in the range of 0 to 5% (1) (5) radiation shielding glass according to any one.
この態様によれば、Ｂｉ２Ｏ３を含有しているため、ガラスの密度を大きくすることができる。また、ＲＯ成分の内、特にＢａＯ及びＳｒＯ成分も同様に、ガラスの密度を高める効果を有する。Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３は、ガラス溶融時の脱泡性を良くするために使用され、ガラス内の泡を無くし、密度を大きくすることができる。According to this aspect, since Bi 2 O 3 is contained, the density of the glass can be increased. Further, among the RO components, especially the BaO and SrO components also have the effect of increasing the glass density. Sb 2 O 3 and As 2 O 3 are used to improve the defoaming property at the time of melting the glass, and can eliminate bubbles in the glass and increase the density.
（７） Ｂ２Ｏ３及び／又はＳｉＯ２の一部又は全部をＧｅＯ２又はＰ２Ｏ５で置換してなる（５）又は（６）記載の放射線遮蔽ガラス。(7) The radiation shielding glass according to (5) or (6), wherein a part or all of B 2 O 3 and / or SiO 2 is substituted with GeO 2 or P 2 O 5 .
この態様によれば、ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５成分はガラス形成酸化物として、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２成分と同様の効果を有する。従って、Ｂ２Ｏ３及び／又はＳｉＯ２の一部又は全部をＧｅＯ２又はＰ２Ｏ５と置換しても安定したガラス、放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。According to this aspect, the GeO 2 and P 2 O 5 components have the same effects as the B 2 O 3 and SiO 2 components as glass-forming oxides. Therefore, even if a part or all of B 2 O 3 and / or SiO 2 is replaced with GeO 2 or P 2 O 5 , a stable glass and a glass having a high radiation shielding ability can be provided.
（８） モル％で、ＢａＯ及び／又はＳｒＯを１％以上含有する（１）から（７）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。 (8) The radiation shielding glass according to any one of (1) to (7), which contains 1% or more of BaO and / or SrO in mol%.
この態様によれば、ＢａＯ及びＳｒＯは、ガラスの溶融性を向上させることができ、更に、放射線遮蔽能力を高める効果に優れた成分であり、放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。 According to this aspect, BaO and SrO can improve the meltability of the glass, and are components excellent in the effect of enhancing the radiation shielding ability, and can provide a glass having a high radiation shielding ability.
（９） モル％で、Ｃｅ２Ｏ３を０〜１５％以上含有する（１）から（８）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(9) The radiation shielding glass according to any one of (1) to (8), which contains 0 to 15% or more of Ce 2 O 3 by mol%.
この態様によれば、Ｃｅ２Ｏ３は、放射線遮蔽能力の向上に寄与する成分であり、特に、放射線の照射による着色を防ぐ効果を有する成分である。従って、長期間の使用においても、ガラスに透明性を有する放射線遮蔽ガラスを提供することができる。According to this aspect, Ce 2 O 3 is a component that contributes to an improvement in radiation shielding capability, and in particular, is a component that has an effect of preventing coloring due to radiation irradiation. Accordingly, it is possible to provide a radiation shielding glass having transparency in the glass even in long-term use.
（１０） モル％で、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３の１種又は２種以上を合計０〜２０％含有する（１）から（９）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(10) The radiation shielding glass according to any one of (1) to (9), containing 1 to 2 % of Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and In 2 O 3 in a total of 0 to 20% by mol%. .
この態様によれば、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分は、ガラスの溶融性、化学的耐久性及びガラスの表面の硬さの向上に効果がある成分であり、ガラスの安定性に優れた放射線遮蔽ガラスを提供することができる。According to this aspect, the Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and In 2 O 3 components are components that are effective in improving glass meltability, chemical durability, and glass surface hardness. It is possible to provide a radiation shielding glass having excellent stability.
（１１） モル％で、ＴｉＯ２を０〜１５％含有する（１）から（１０）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(11) The radiation shielding glass according to any one of (1) to (10), which contains 0 to 15% of TiO 2 in mol%.
この態様によれば、ＴｉＯ２は、ガラスの化学的耐久性とガラスの表面硬さを向上させる効果を有する成分であり、ガラスの安定性に優れた放射線遮蔽ガラスを提供することができる。According to this aspect, TiO 2 is a component having an effect of improving the chemical durability of glass and the surface hardness of glass, and can provide a radiation shielding glass excellent in glass stability.
（１２） モル％で、Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上を示す。）を合計０〜５０％含有する（１）から（１１）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(12) A total of 0 to 50% of Ln 2 O 3 (Ln represents at least one selected from the group consisting of Y, La, Eu, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu) in mol%. The radiation shielding glass according to any one of (1) to (11).
この態様によれば、Ｌｎ２Ｏ３成分は遮蔽能力、ガラスの化学的耐久性及びガラスの表面硬さの向上に効果があるため、優れた放射線遮蔽ガラスを提供することができる。According to this aspect, since the Ln 2 O 3 component is effective in improving the shielding ability, the chemical durability of the glass, and the surface hardness of the glass, an excellent radiation shielding glass can be provided.
（１３） モル％で、ＴｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種又は２種以上を合計０〜２０％含有する（１）から（１２）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。(13) It contains 1 to 2 % of TeO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and WO 3 in a total of 0 to 20% by mole% (1) to (12) Any of the radiation shielding glasses.
この態様によれば、上記成分は放射線遮蔽能力、ガラスの化学的耐久性及びガラスの表面硬さの向上に効果があるため、上記成分を含有したガラスは、放射線遮蔽ガラスとして好適に用いられる。 According to this aspect, since the above components are effective in improving the radiation shielding ability, the chemical durability of the glass, and the surface hardness of the glass, the glass containing the above components is suitably used as a radiation shielding glass.
（１４） モル％で
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有する放射線遮蔽ガラス。(14) mol% Bi 2 O 3: 0.5~80%, and / or
Containing radiation shielding glass.
（１５） モル％で
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｄｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有する放射線遮蔽ガラス。(15) mol% Bi 2 O 3: 0.5~80%, and / or
Containing radiation shielding glass.
上記組成により放射線遮蔽ガラスを製造することで、鉛成分を含有するガラスと同等又はそれ以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを製造することができる。 By producing radiation shielding glass with the above composition, radiation shielding glass having radiation shielding ability equivalent to or higher than that of glass containing a lead component can be produced.
本発明の放射線遮蔽ガラスは、ガラス成分として、Ｂｉ２Ｏ３を含有する。従って、ガラスの密度を大きくすることができ、かつ、鉛当量を大きくすることができるため、鉛成分を含有しなくても、鉛成分を含有するガラスと同等又はそれ以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを提供することができる。The radiation shielding glass of the present invention contains Bi 2 O 3 as a glass component. Therefore, since the density of the glass can be increased and the lead equivalent can be increased, even if the lead component is not contained, the radiation shielding ability is equal to or higher than that of the glass containing the lead component. Radiation shielding glass can be provided.
次に、本発明の光学ガラスにおいて、具体的な実施態様について説明する。 Next, specific embodiments of the optical glass of the present invention will be described.
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は全てモル％で記載されるものとする。なお、本願明細書中においてモル％又は質量％で表されるガラス組成は全て酸化物基準でのモル％又は質量％で表されたものである。ここで、「酸化物基準」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、硝酸塩等が溶融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物のモル数の総和を１００モル％として、又は当該生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。[Glass component]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In the present specification, the content of each component is described in mol% unless otherwise specified. In addition, all the glass compositions represented by mol% or mass% in this-application specification are represented by the mol% or mass% on the oxide basis. Here, “oxide standard” means that the oxides, nitrates, etc. used as raw materials of the glass component of the present invention are all decomposed and changed into oxides when melted, and the moles of the generated oxides. It is the composition which described each component contained in glass by making the sum total of a number into 100 mol% or making the sum total of the mass of the said production | generation oxide into 100 mass%.
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの安定性を向上し、特にガラスの密度を大きくし、ガラスに高い放射線遮蔽能力を付与するため、本発明の目的を達成するのに欠かせない成分である。しかし、Ｂｉ２Ｏ３を過剰に含有するとガラス安定性が損なわれ、少なすぎると本発明に目的を満たすことができない。よって、Ｂｉ２Ｏ３量は好ましくは０．５％、より好ましくは３％、最も好ましくは５％を下限とし、上限としては好ましくは８０％、より好ましくは７０％、最も好ましくは６０％である。<About essential and optional components>
The Bi 2 O 3 component is an indispensable component for achieving the object of the present invention in order to improve the stability of the glass, particularly increase the density of the glass and impart high radiation shielding ability to the glass. However, if Bi 2 O 3 is contained excessively, the glass stability is impaired, and if it is too small, the object of the present invention cannot be satisfied. Therefore, the Bi 2 O 3 amount is preferably 0.5%, more preferably 3%, most preferably 5% as the lower limit, and the upper limit is preferably 80%, more preferably 70%, most preferably 60%. is there.
Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２成分はガラス形成酸化物で、安定したガラスを得るのに少なくともいずれかが必要とされる。安定したガラスを得るためには、これらの成分含量の合計量の下限値は好ましくは３％、より好ましくは１５％、最も好ましくは２０％とする。また、これらの成分の含有量が多すぎると、放射線遮蔽能力が減少することがある。従って、高い放射線遮蔽能力を得るためには、含有量の上限を７０％とすることが好ましく、６５％とすることがより好ましく、６０％とすることが最も好ましい。B 2 O 3 and SiO 2 components are glass-forming oxides, and at least one of them is required to obtain a stable glass. In order to obtain a stable glass, the lower limit of the total amount of these component contents is preferably 3%, more preferably 15%, and most preferably 20%. Moreover, when there is too much content of these components, a radiation shielding capability may reduce. Therefore, in order to obtain a high radiation shielding ability, the upper limit of the content is preferably 70%, more preferably 65%, and most preferably 60%.
このＢ２Ｏ３及びＳｉＯ２成分は、単独でガラス中に導入しても本発明の目的を達成することができるが、同時に使用することにより、ガラスの溶融性、安定性及び化学的耐久性が増すと共に、可視域における透明性も向上するので、同時に使用することが好ましい。また、上記の効果を最大限に引き出すために、Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２の比を０．１〜１０の範囲にすることが好ましい。The B 2 O 3 and SiO 2 components can achieve the object of the present invention even if they are introduced alone into the glass, but by using them simultaneously, the melting property, stability and chemical durability of the glass can be achieved. And the transparency in the visible range is also improved, so it is preferable to use them simultaneously. In order to maximize the above effect, the ratio of B 2 O 3 / SiO 2 is preferably in the range of 0.1-10.
ＧｅＯ２成分は、ＳｉＯ２成分と同様な働きをするので、ＳｉＯ２成分の一部又は全部を置換することが可能であるが、高価であるため、上限値を３０％以下とすることが好ましく、２０％以下とすることがより好ましく、１５％以下とすることが最も好ましい。GeO 2 component, since the same function as the SiO 2 component, we are possible to replace some or all of the SiO 2 component, because it is expensive, it is preferable to set the upper limit to 30% or less 20% or less is more preferable, and 15% or less is most preferable.
Ｐ２Ｏ５成分は、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２成分と同様な働きをするので、Ｂ２Ｏ３又はＳｉＯ２成分の一部又は全部を置換することが可能である。しかしその量が多すぎるとガラスの分相傾向が強くなる。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、２％とすることが最も好ましい。P 2 O 5 component, since the same function as B 2 O 3, SiO 2 component, it is possible to replace some or all of the B 2 O 3 or SiO 2 component. However, if the amount is too large, the phase separation tendency of the glass becomes strong. Therefore, the upper limit is preferably 10%, more preferably 5%, and most preferably 2%.
また、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５成分は、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２成分と置換して含有させる以外に、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５成分をガラス組成中に添加し含有させることもできる。 Further, GeO 2, P 2 O 5 component, in addition to containing and replaced with B 2 O 3, SiO 2 component, the GeO 2, P 2 O 5 component may also be incorporated is added to the glass composition.
Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分は、ガラスの溶融性、化学的耐久性及びガラスの表面の硬さの向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、特にＳｉＯ２成分の一部を置き換える形で導入される。ＳｉＯ２は７０％以下の含有量で含有させることができる。また、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３の１種又は２種以上の合計量は２０％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることがより好ましく、５％以下とすることが特に好ましい。また、５質量％未満であることが最も好ましい。ただし、ＳｉＯ２成分の含有量が５０％を超えるような場合には、これらＡｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分を導入するとガラスの融点が高くなる傾向にある。従って、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分の合計量が大きい場合、特に０．５質量％以上であるような場合には、ＳｉＯ２の含有量を好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下、最も好ましくは４０％以下とする。 Al 2 O 3, Ga 2 O 3, In 2 O 3 component is a component having an effect in improving the hardness of the glass melting property, chemical durability and the surface of the glass. Although it is a component that can be optionally added, it is particularly introduced in the form of replacing a part of the SiO 2 component. SiO 2 can be contained at a content of 70% or less. The total amount of one or more of Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and In 2 O 3 is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and 5% or less. It is particularly preferable to do this. Moreover, it is most preferable that it is less than 5 mass%. However, when the content of the SiO 2 component exceeds 50%, when these Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and In 2 O 3 components are introduced, the melting point of the glass tends to increase. Therefore, when the total amount of Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 and In 2 O 3 components is large, particularly when it is 0.5% by mass or more, the content of SiO 2 is preferably 50% or less. More preferably, it is 45% or less, and most preferably 40% or less.
ＴｉＯ２成分は、ガラスの化学的耐久性と表面の硬さの向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低くなる傾向にある。従って、１５％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることがより好ましく、５％以下とすることが最も好ましい。The TiO 2 component is a component that is effective in improving the chemical durability and surface hardness of the glass. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the stability of the glass tends to be low. Therefore, it is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and most preferably 5% or less.
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性の向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低くなる傾向にある。従って、２０％以下とすることが好ましく、１５％以下とすることがより好ましく、８％以下とすることが最も好ましい。The Nb 2 O 5 component is a component that is effective in improving the glass shielding ability and chemical durability. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the stability of the glass tends to be low. Therefore, it is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, and most preferably 8% or less.
ＷＯ３成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性の向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低くなる傾向にある。従って、１５％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることがより好ましく、８％以下とすることが最も好ましい。The WO 3 component is a component that is effective in improving the shielding ability and chemical durability of glass. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the stability of the glass tends to be low. Therefore, it is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and most preferably 8% or less.
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性の向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を低下させやすくする。従って、上限値を１５％とすることが好ましく、１０％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。さらに好ましくは含まない。The Ta 2 O 5 component is a component that is effective in improving the glass shielding ability and chemical durability. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the stability of the glass is easily lowered. Therefore, the upper limit value is preferably 15%, more preferably 10%, and most preferably 5%. More preferably not.
ＴｅＯ２成分は、高い屈折率を実現できるほかに、適量の添加によって、ガラス融液の清澄を促す効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスが着色しやすくなる。従って、上限値を２０％とすることが好ましく、１５％とすることがより好ましく、１０％とすることが最も好ましい。The TeO 2 component is a component that has an effect of promoting the clarification of the glass melt by addition of an appropriate amount in addition to realizing a high refractive index. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the glass tends to be colored. Therefore, the upper limit is preferably 20%, more preferably 15%, and most preferably 10%.
ＺｒＯ２成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性の向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を低下させやすくする。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、８％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。The ZrO 2 component is a component that is effective in improving the glass shielding ability and chemical durability. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the stability of the glass is easily lowered. Therefore, the upper limit is preferably 10%, more preferably 8%, and most preferably 3%.
ＳｎＯ２成分は、ガラスの遮蔽能力の向上に効果がある任意成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を低下させやすくする。従って、上限値を１５％とすることが好ましく、１０％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。The SnO 2 component is an optional component that is effective in improving the shielding ability of the glass, but if the amount is too large, the stability of the glass is easily lowered. Therefore, the upper limit value is preferably 15%, more preferably 10%, and most preferably 5%.
なお、ガラスの化学的耐久性と表面の硬さ、特に本発明の目的である放射線遮蔽能力を向上させるためには、ＴｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種又は２種以上の合計量の上限値を２０％とすることが好ましく、１０％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。In order to improve the chemical durability and surface hardness of the glass, particularly the radiation shielding ability, which is the object of the present invention, TeO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , The upper limit of the total amount of one or more of WO 3 is preferably 20%, more preferably 10%, and most preferably 5%.
ＲＯ成分（ＲはＺｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示す。）は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果がある成分であるが、その量が多すぎると、ガラスの安定性を低下させやすくする。従って、合計量で上限値を６０％とすることが好ましく、５０％とすることがより好ましく、４０％とすることが最も好ましい。また、ＲＯ成分の内、特にＢａＯ成分とＳｒＯ成分は上記の効果以外に、本発明の目的である放射線の遮蔽能力の向上にも大きな効果があるので、どちらか又は両方を含有させることが望ましい。放射線遮蔽能力を向上させるためには、ＢａＯ成分とＳｒＯ成分の合計量が１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、５％以上であることが最も好ましい。 The RO component (R represents one or more selected from the group consisting of Zn, Ba, Sr, Ca, and Mg) is a component that is effective in improving the meltability and stability of the glass. When there is too much, it will make it easy to reduce stability of glass. Accordingly, the upper limit is preferably 60%, more preferably 50%, and most preferably 40% in total amount. Further, among the RO components, particularly the BaO component and the SrO component have a great effect in improving the radiation shielding ability, which is the object of the present invention, in addition to the above effects, it is desirable to contain either or both. . In order to improve the radiation shielding ability, the total amount of the BaO component and the SrO component is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, and most preferably 5% or more.
ＺｎＯ成分は、ガラスの溶融性とガラスの安定性の向上に効果的な成分であるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。 The ZnO component is an effective component for improving the meltability of the glass and the stability of the glass. However, if the amount is too large, devitrification tends to occur. Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 45%, and most preferably 35%.
ＣａＯ成分は、ガラスの溶融性を改善させるのには効果的な成分であるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。 The CaO component is an effective component for improving the meltability of the glass, but if the amount is too large, devitrification tends to occur. Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 45%, and most preferably 35%.
ＢａＯ成分は、ガラスの密度を高める成分であり、ガラスの失透性及び着色を改善させるのには効果的な成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低くなる傾向にある。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。 The BaO component is a component that increases the density of the glass and is an effective component for improving the devitrification and coloring of the glass, but if the amount is too large, the stability of the glass tends to be low. . Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 45%, and most preferably 35%.
ＭｇＯ成分は、ガラスの溶融性を向上させるのには効果的な成分であるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。 The MgO component is an effective component for improving the meltability of the glass, but if the amount is too large, devitrification tends to occur. Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 45%, and most preferably 35%.
ＳｒＯ成分は、ガラスの密度を高めるために成分であり、ガラスの失透性を改善させるのに効果的な成分であるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。 The SrO component is a component for increasing the density of the glass and is an effective component for improving the devitrification property of the glass. However, if the amount is too large, devitrification is likely to occur. Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 45%, and most preferably 35%.
Ｒｎ２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上を示す。）は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果があると共に、放射線照射による着色の防止にも効果がある成分である。しかし、その量が多すぎると、放射線遮蔽能力が低下し、化学的耐久性も低下する。従って、合計量の上限値を４０％とすることが好ましく、３５％とすることがより好ましく、２５％とすることが最も好ましい。また、Ｒｎ２Ｏ成分を２種以上組み合わせると、放射線照射による着色の防止により大きな効果が得られる。The Rn 2 O component (Rn represents one or more selected from the group consisting of Li, Na, K, and Cs) is effective in improving the meltability and stability of the glass and is colored by irradiation. It is a component that is also effective for prevention. However, when the amount is too large, the radiation shielding ability is lowered and the chemical durability is also lowered. Therefore, the upper limit of the total amount is preferably 40%, more preferably 35%, and most preferably 25%. In addition, when two or more Rn 2 O components are combined, a great effect can be obtained by preventing coloring due to radiation irradiation.
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果的な成分であるが、その量が多すぎると、失透が発生しやすくなり放射線遮蔽能力も低下する。従って、上限値を３０％とすることが好ましく、１５％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。The Li 2 O component is an effective component for improving the meltability and stability of the glass, but if the amount is too large, devitrification is likely to occur and the radiation shielding ability is also reduced. Therefore, the upper limit is preferably 30%, more preferably 15%, and most preferably 5%.
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果があるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなり、放射線遮蔽能力も低下する。従って、上限値を３０％とすることが好ましく、１５％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。The Na 2 O component is effective in improving the meltability and stability of the glass, but if the amount is too large, devitrification is likely to occur, and the radiation shielding ability is also reduced. Therefore, the upper limit is preferably 30%, more preferably 15%, and most preferably 5%.
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果があるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなり放射線遮蔽能力も低下する。Ｋ２Ｏの含有量の上限値は２０％とすることが好ましく、１５％とすることがより好ましく、１０％とすることが最も好ましい。The K 2 O component is effective in improving the meltability and stability of the glass, but if the amount is too large, devitrification is likely to occur and the radiation shielding ability is also reduced. The upper limit of the content of K 2 O is preferably 20%, more preferably 15%, and most preferably 10%.
なお、良好なガラス溶融性と安定性を得ると同時に、本発明の目的である放射線遮蔽能力を向上させるためには、ＲＯ成分及びＲｎ２Ｏ成分の合計量の下限値を５％以上とすることが好ましく、１０％以上とすることがより好ましく、２０％以上とすることが最も好ましい。また、上限値は、６０％とすることが好ましく、５５％以下とすることがより好ましく、５０％以下とすることが最も好ましい。In addition, in order to improve the radiation shielding ability which is the object of the present invention while obtaining good glass meltability and stability, the lower limit of the total amount of the RO component and the Rn 2 O component is set to 5% or more. It is preferably 10% or more, more preferably 20% or more. The upper limit is preferably 60%, more preferably 55% or less, and most preferably 50% or less.
Ｌｎ２Ｏ３成分（Ｌｎは、Ｙ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上を示す。）は、ガラスの化学的耐久性とガラスの表面の硬さの向上に効果があると共に、放射線の遮蔽能力の向上にも効果が大きい成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低くなる傾向にある。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の合計量の上限値を５０％とすることが好ましく、４０％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。Ｌｎ２Ｏ３成分の内、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３成分は、上記の効果以外にガラスの透明性の向上にも効果を有する成分であり、特に重要な成分である。The Ln 2 O 3 component (Ln represents one or more selected from the group consisting of Y, La, Eu, Gd, Tb, Dy, Yb, and Lu) is the chemical durability of the glass and the surface of the glass. It is a component that is effective in improving the hardness of the material and is also highly effective in improving the radiation shielding ability. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the stability of the glass tends to be low. Therefore, the upper limit of the total amount of the Ln 2 O 3 components is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 35%. Among the Ln 2 O 3 components, Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Lu 2 O 3 components are components that have an effect on improving the transparency of the glass in addition to the above effects, It is a particularly important ingredient.
Ｃｅ２Ｏ３成分は、放射線の照射による着色を防ぐ効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎると、ガラスの吸収端が長波長側にシフトし、可視域での透明性の低下を招くことがある。従って、上限値を１５％以下とすることが好ましく、３％以下とすることがより好ましく、１％以下とすることが最も好ましい。The Ce 2 O 3 component is a component having an effect of preventing coloring due to radiation irradiation. Although it is a component that can be optionally added, if the amount is too large, the absorption edge of the glass shifts to the long wavelength side, and the transparency in the visible region may be lowered. Therefore, the upper limit value is preferably 15% or less, more preferably 3% or less, and most preferably 1% or less.
Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３成分は、ガラス溶融の脱泡のために任意に添加することができる成分である。Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の合計量で、５％以下で十分に効果を有する。また、Ａｓ２Ｏ３は、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要がある。従って、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の合計量で、上限値を５％とすることが好ましく、３％とすることがより好ましく、１％とすることが最も好ましい。Sb 2 O 3 and As 2 O 3 components are components that can be optionally added for defoaming of glass melting. The total amount of Sb 2 O 3 and As 2 O 3 is sufficiently effective at 5% or less. Further, As 2 O 3 needs to take measures for environmental measures when manufacturing, processing, and discarding glass. Therefore, the total amount of Sb 2 O 3 and As 2 O 3 is preferably 5%, more preferably 3%, and most preferably 1%.
Ｆ成分は、ガラスの溶融性と安定性の改善に効果があるが、その量が多すぎると、ガラスの安定性が著しく低下する。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。さらに好ましくは含まない。 The F component is effective in improving the meltability and stability of the glass, but if the amount is too large, the stability of the glass is significantly reduced. Therefore, the upper limit is preferably 10%, more preferably 5%, and most preferably 3%. More preferably not.
＜含有させるべきでない成分について＞
他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉを除くＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合においても、ガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じさせる。従って、本発明の放射線遮蔽ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。<About ingredients that should not be included>
Other components can be added as necessary within the range not impairing the properties of the glass of the present invention. However, even when each transition metal component excluding Ti, such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo, is contained alone or in combination with a small amount, the glass is colored and visible. Causes absorption at specific wavelengths in the region. Therefore, it is preferable that the radiation shielding glass of the present invention does not contain substantially.
Ｐｂ、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあるため、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には実質的に含まないことが好ましい。 Since each component of Pb, Th, Cd, Tl, and Os has tended to be refrained from being used as a harmful chemical material in recent years, not only the glass manufacturing process but also the processing process and environmental measures from disposal to commercialization. The above measures are required. Therefore, it is preferable not to include substantially when importance is attached to environmental influences.
本発明は、各成分をモル％で、以下の範囲で含有させることが好ましい。
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｄｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％In the present invention, each component is preferably contained in the following range in terms of mol%.
Bi 2 O 3 : 0.5 to 80%, and / or SiO 2 : 0 to 70%, and / or B 2 O 3 : 0 to 70%, and / or GeO 2 : 0 to 30%, and / or P 2 O 5: 0~10%, and / or Al 2 O 3: 0~20%, and / or Ga 2 O 3: 0~20%, and / or In 2 O 3: 0~20%, and / or BaO: 0 to 50%, and / or TiO 2: 0~15%, and / or Nb 2 O 5: 0~20%, and / or WO 3: 0~15%, and / or Ta 2 O 5 0 to 15% and / or TeO 2: 0 to 20% and / or ZrO 2: 0%, and / or SnO 2 0 to 15% and / or ZnO: 0 to 50% And / or MgO: 0-50%, and / or CaO: 0-50%, and / or SrO: 50%, and / or Li 2 O: 0 to 15%, and / or Na 2 O: 0 to 15%, and / or K 2 O: 0 to 20%, and / or Y 2 O 3: 0~ 50% and / or La 2 O 3 : 0 to 50% and / or Gd 2 O 3 : 0 to 50% and / or Yb 2 O 3 : 0 to 50% and / or Lu 2 O 3 : 0-50%, and / or Dy 2 O 3: 0-50%, and / or Ce 2 O 3: 0~15%, and / or Sb 2 O 3: 0~3%, and / or As 2 O 3 : 0-5% and / or F: 0-5%
本発明の放射線遮蔽ガラスは、可視域での透明性が高く、ガラスの透過率が８０％となる波長であるλ８０が５５０ｎｍ以下のものを得ることができる。さらにλ８０の好ましい範囲は、５２５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５００ｎｍ以下である。The radiation shielding glass of the present invention has a high transparency in the visible range, and a glass having a wavelength of λ 80 of 550 nm or less, which is 80%, can be obtained. Furthermore, the preferable range of λ 80 is 525 nm or less, and more preferably 500 nm or less.
また、本発明の放射線遮蔽ガラスは、密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上のものを得ることができる。さらに好ましい密度の範囲は、４．０ｇ／ｃｍ３以上であり、さらに好ましくは、４．２ｇ／ｃｍ３以上である。Moreover, the radiation shielding glass of the present invention can be obtained with a density of 3.5 g / cm 3 or more. A more preferable density range is 4.0 g / cm 3 or more, and more preferably 4.2 g / cm 3 or more.
本明細書において、放射線遮蔽能力は鉛当量で表される。鉛当量とはＸ線の遮蔽能力が等しい鉛板の厚みで表され、この値が大きいほど放射線遮蔽能力が優れることを意味する。本発明のガラスについて１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は、ＪＩＳ４５０１に準じた方法で測定した鉛当量を厚み１ｍｍに換算して求めた。本発明のガラスの鉛当量は０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることが好ましく、０．１ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることがより好ましく、０．１５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることが好ましい。 In this specification, the radiation shielding ability is expressed in terms of lead equivalent. The lead equivalent is represented by the thickness of the lead plate having the same X-ray shielding ability, and the larger this value, the better the radiation shielding ability. The lead equivalent for 150 kV X-rays of the glass of the present invention was determined by converting the lead equivalent measured by a method according to JIS4501 to a thickness of 1 mm. The lead equivalent of the glass of the present invention is preferably 0.05 mmPb / mm or more, more preferably 0.1 mmPb / mm or more, and preferably 0.15 mmPb / mm or more.
［製造方法］
本発明の放射線遮蔽ガラスは、通常のガラスを製造する方法であれば、特に限定されないが、例えば、以下の方法により製造することができる。各出発原料（酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩、フッ化物塩等）を所定量秤量し、均一に混合する。混合した原料を石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入し、粗溶融の後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に投入し、溶解炉で８５０〜１３５０℃で１〜１０時間熔解する。その後、攪拌、均質化した後、適当な温度に下げて金型等に鋳込み、ガラスを製造する。[Production method]
The radiation shielding glass of the present invention is not particularly limited as long as it is a method for producing ordinary glass. For example, the radiation shielding glass can be produced by the following method. A predetermined amount of each starting material (oxide, carbonate, nitrate, phosphate, sulfate, fluoride salt, etc.) is weighed and mixed uniformly. The mixed raw material is put into a quartz crucible or an alumina crucible, and after rough melting, it is put into a gold crucible, platinum crucible, platinum alloy crucible or iridium crucible and melted at 850 to 1350 ° C. for 1 to 10 hours. Then, after stirring and homogenizing, it is lowered to an appropriate temperature and cast into a mold or the like to produce glass.
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.
表１に示す実施例１から１１の組成（単位はモル％）で、合計量が４００ｇになるように原料を秤量し、均一に混合した。石英坩堝と白金坩堝を用いて８５０〜１１００℃で２〜３時間熔解した後、７００〜９００℃に下げて、更に約１時間、保温してから金型に鋳込み、ガラスを作製した。また、上記の実施例と同様の方法で、比較例１についても作製した。 The raw materials were weighed so as to have a total amount of 400 g with the compositions of Examples 1 to 11 shown in Table 1 (unit: mol%) and mixed uniformly. After melting at 850 to 1100 ° C. for 2 to 3 hours using a quartz crucible and a platinum crucible, the temperature was lowered to 700 to 900 ° C. and further kept warm for about 1 hour, and then cast into a mold to produce glass. Further, Comparative Example 1 was also produced in the same manner as in the above example.
実施例１から１１、比較例１の放射線遮蔽ガラスについて、密度、鉛当量の測定を行った。密度は、アルキメデス法により測定を行った。また、鉛当量は、ＪＩＳ４５０１に準じて、管電圧１５０ｋＶで測定した。 The density and lead equivalent of the radiation shielding glasses of Examples 1 to 11 and Comparative Example 1 were measured. The density was measured by the Archimedes method. The lead equivalent was measured at a tube voltage of 150 kV according to JIS4501.
本発明の実施例１から１１のガラスは、鉛成分を含有する比較例１のガラスに比べ、鉛当量が高く、鉛ガラスと同等又はそれ以上の放射線遮蔽能力を有することがわかる。 It can be seen that the glasses of Examples 1 to 11 of the present invention have a higher lead equivalent than the glass of Comparative Example 1 containing a lead component, and have radiation shielding ability equivalent to or higher than that of lead glass.
また、図１に実施例１から３の厚さ１０ｍｍのガラスにおける分光透過率曲線を示す。横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に分光透過率（％）を示す。なお、これらの透過率には反射損失が含まれている。図１に示すように、いずれのガラスも可視域で高い透明性を有し、透過率８０％の波長が５５０ｎｍ以下であることがわかる。 FIG. 1 shows a spectral transmittance curve in the glass of Examples 1 to 3 having a thickness of 10 mm. The horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents spectral transmittance (%). These transmittances include reflection loss. As shown in FIG. 1, it can be seen that all the glasses have high transparency in the visible range, and the wavelength of 80% transmittance is 550 nm or less.
Claims (15)
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有する放射線遮蔽ガラス。Bi 2 O 3 : 0.5 to 80% and / or SiO 2 : 0 to 70% and / or B 2 O 3 : 0 to 70% and / or GeO 2 : 0 to 30% in mol% And / or P 2 O 5 : 0 to 10% and / or Al 2 O 3 : 0 to 20% and / or Ga 2 O 3 : 0 to 20% and / or In 2 O 3 : 0 to 20 %, and / or BaO: 0 to 50%, and / or TiO 2: 0 to 15%, and / or Nb 2 O 5: 0~20%, and / or WO 3: 0 to 15%, and / or ta 2 O 5: 0~15%, and / or TeO 2: 0~20%, and / or ZrO 2: 0~10%, and / or SnO 2: 0~15%, and / or ZnO: 0 to 50% and / or MgO: 0-50% and / or CaO: 0-50% and / or and rO: 0 to 50%, and / or Li 2 O: 0~15%, and / or Na 2 O: 0~15%, and / or K 2 O: 0~20%, and / or Y 2 O 3 : 0-50%, and / or La 2 O 3: 0-50%, and / or Gd 2 O 3: 0-50%, and / or Yb 2 O 3: 0-50%, and / or Ce 2 O 3 : 0 to 15%, and / or Sb 2 O 3 : 0 to 3%, and / or As 2 O 3 : 0 to 5%, and / or F: 0 to 5%
Containing radiation shielding glass.
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
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Ｄｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有する放射線遮蔽ガラス。Bi 2 O 3 : 0.5 to 80% and / or SiO 2 : 0 to 70% and / or B 2 O 3 : 0 to 70% and / or GeO 2 : 0 to 30% in mol% And / or P 2 O 5 : 0 to 10% and / or Al 2 O 3 : 0 to 20% and / or Ga 2 O 3 : 0 to 20% and / or In 2 O 3 : 0 to 20 %, and / or BaO: 0 to 50%, and / or TiO 2: 0 to 15%, and / or Nb 2 O 5: 0~20%, and / or WO 3: 0 to 15%, and / or ta 2 O 5: 0~15%, and / or TeO 2: 0~20%, and / or ZrO 2: 0~10%, and / or SnO 2: 0~15%, and / or ZnO: 0 to 50% and / or MgO: 0-50% and / or CaO: 0-50% and / or and rO: 0 to 50%, and / or Li 2 O: 0~30%, and / or Na 2 O: 0~30%, and / or K 2 O: 0~20%, and / or Y 2 O 3 : 0-50%, and / or La 2 O 3: 0-50%, and / or Gd 2 O 3: 0-50%, and / or Yb 2 O 3: 0-50%, and / or Lu 2 O 3 : 0 to 50% and / or Dy 2 O 3 : 0 to 50% and / or Ce 2 O 3 : 0 to 15% and / or Sb 2 O 3 : 0 to 3% and / or As 2 O 3 : 0 to 5% and / or F: 0 to 5%
Containing radiation shielding glass.
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