JP2013076694A - Radiation protection suit - Google Patents
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- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、放射線防護服に関するものであって、特に、ガンマ線等を遮蔽する放射線防護服に関するものである。 The present invention relates to radiation protective clothing, and more particularly to radiation protective clothing that shields gamma rays and the like.
従来から、高放射線環境においては、作業者を放射線から守る放射線遮蔽手段が必要とされている。 Conventionally, in high radiation environments, radiation shielding means for protecting workers from radiation has been required.
例えば、作業者の全身を覆う放射線防護服及び放射線防護服を形成する放射線遮蔽素材が知られている(例えば、特許文献1〜3)。
For example, radiation protection clothing that covers the entire body of the worker and radiation shielding materials that form radiation protection clothing are known (for example,
特許文献1記載の発明は、着用者のほぼ全身を覆う放射線防護服に湿分透過素材を使用されているものである。特許文献2記載の発明は、防護服に用いることができる空調衣服において、衣服本体の内面に複数のスペーサを取り付け、これによって、衣服本体と身体又は下着との間に空気を流通させるための空気流通路を形成しているものである。上記構成によって、特許文献1及び2記載の発明に係る防護服は、除湿機能を有し、発汗による着用者の不快感を軽減させることができるものである。しかしながら、特許文献1記載の湿分透過素材及び特許文献2記載の複数のスペーサは、放射線防護機能を有するものではなく、放射線防護機能を補強するものでもない。
In the invention described in
これに対して特許文献3記載の発明は、エックス線防護を目的として、放射線遮蔽素材に異なるシールド特性を有する2つの層を採用したものである。この2つの層は二次放射層とバリア層からなる。二次放射層は入射したエックス線の大部分を蛍光放射線に変換し、バリア層は二次放射層で生じた蛍光放射線をブロックする。この放射線遮蔽素材を用いて形成した防護服は、着用すると、二次放射層が着用者の体から遠い方に位置し、バリア層が着用者の体に近い方に位置するように形成されている。これにより、特許文献3記載の放射線防護服は、エックス線放射から着用者を保護するものである。
On the other hand, the invention described in
しかしながら、上記特許文献3記載の放射線遮蔽素材及び放射線防護服は、エックス線診断の際に用いられ、遮蔽できる放射線はエックス線のみである。一方、原子力発電所等においては、中性子線、ガンマ線が放出される可能性がある。放射線の中でも、中性子線及びガンマ線は高い物質透過力を有する。
However, the radiation shielding material and the radiation protective clothing described in
したがって、原子力発電所等の高放射線環境では、中性子線及びガンマ線から作業者を保護する必要がある。特に、原子力発電所等の事故により、高濃度の放射線が放出されている環境下においては、防護服を着用する者の甲状腺を保護することが必須である。 Therefore, in a high radiation environment such as a nuclear power plant, it is necessary to protect workers from neutron rays and gamma rays. In particular, it is essential to protect the thyroid gland of those who wear protective clothing in an environment where a high concentration of radiation is released due to an accident at a nuclear power plant or the like.
そこで、本発明の目的は、中性子線及びガンマ線を遮蔽する放射線防護服を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a radiation protective suit that shields neutron rays and gamma rays.
本発明に係る放射線防護服は、散乱エックス線及び電子線を遮蔽する内皮層と、内皮層に積層された、ガンマ線を遮蔽する中皮層と、中皮層に積層された、中性子線を遮蔽する上皮層とを備える放射線遮蔽素材を用いて、着用者の体表面を覆うように形成された放射線防護服であって、着用者の甲状腺周りの放射線遮蔽素材は、上皮層上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層を積層するものである。 The radiation protective suit according to the present invention includes an endothelium layer that shields scattered X-rays and electron beams, a mesothelial layer that shields gamma rays, and an epithelial layer that shields neutron rays. A radiation protective material formed so as to cover the wearer's body surface, wherein the radiation shielding material around the wearer's thyroid gland shields neutron radiation on the epithelial layer. Two epithelial layers are laminated.
本発明の放射線防護服において、甲状腺周りの放射線遮蔽素材は、それぞれの構成が帯状に構成されるものであって、着用者の甲状腺周りのうち、咽喉と延髄付近は、帯状のものが縦に配置され、着用者の甲状腺周りのうち、その他の部分は、帯状のものが横に配置されるものであってもよい。 In the radiation protective clothing of the present invention, the radiation shielding material around the thyroid gland is configured in a band shape, and the band around the throat and medulla is vertically around the wearer's thyroid gland. Arranged and the other part of the wearer's thyroid gland may be a band-shaped one disposed sideways.
本発明の放射線防護服は、更に、着用者のリンパ腺周りの放射線遮蔽素材は、上皮層上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層を積層されたものであってもよい。 In the radiation protective clothing of the present invention, the radiation shielding material around the wearer's lymph gland may be a laminate of a second epithelial layer that shields neutron rays on the epithelial layer.
例えば、中皮層は、内皮層側に、気体により構成される複数の中空層と、該中空層を仕切る隔壁部を備えるものであってもよい。 For example, the mesothelial layer may be provided with a plurality of hollow layers made of gas and a partition wall partitioning the hollow layers on the endothelial layer side.
「中空層」とは気体により構成される層をいう。一例として、中空層は、空気が充填されたものである。他の例として、中空層は、ヘリウムが充填されたものである。さらに他の例として、中空層は、ガンマ線遮蔽材を含む物質が充填されたものである。隔壁部は、該隔壁部を介して隣り合う中空層内の充填物を連通させる連通孔を備えるように構成しても良い。 “Hollow layer” refers to a layer composed of a gas. As an example, the hollow layer is filled with air. As another example, the hollow layer is filled with helium. As yet another example, the hollow layer is filled with a substance containing a gamma ray shielding material. You may comprise a partition part so that the communication hole which connects the filler in the adjacent hollow layer through this partition part may be provided.
例えば、上皮層は、少なくともホウ素を加えたシリコンゴムから形成される。一例として、中皮層は、ビスマス及びチタンの少なくとも1種、ケイ素、並びにストロンチウムを少なくとも加えたシリコンゴムから形成される。 内皮層は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを加えたシリコンゴムから形成しても良い。一例として、シリコンゴムと該シリコンゴムに加えられる物質との混合体積比は、40:60である。他の例として、シリコンゴムに加える物質の割合を変化させて、シリコンゴムの硬さを調整しても良い。 For example, the epithelial layer is formed from silicon rubber to which at least boron is added. As an example, the mesothelial layer is formed from silicon rubber to which at least one of bismuth and titanium, silicon, and strontium are added. The endothelium layer may be formed from silicon rubber to which at least silicon, strontium, magnesium, europium and dysprosium are added. As an example, the mixing volume ratio between silicon rubber and a substance added to the silicon rubber is 40:60. As another example, the hardness of the silicon rubber may be adjusted by changing the ratio of the substance added to the silicon rubber.
例えば、中皮層は、内皮層側に、気体により構成される複数の中空層と、該中空層を仕切る隔壁部を備える。一例として、中空層は、ヘリウムが充填されたものである。隔壁部は、該隔壁部を介して隣り合う中空層内の充填物を連通させる連通孔を備えるように構成しても良い。着用者の関節に対応する部位において、他の部位よりも中空層内の充填物を減らすように構成しても良い。一例として、内皮層の外表面に繊維布を貼付する。例えば、着用者の体表面と内皮層との間に空気を供給する供給口を、内皮層の外表面に設ける。ここで、着用者の体表面と内皮層との間には着用者が着用している下着等の他の部材が介在していても良い。 For example, the mesothelial layer includes a plurality of hollow layers made of gas and a partition wall partitioning the hollow layers on the inner layer side. As an example, the hollow layer is filled with helium. You may comprise a partition part so that the communication hole which connects the filler in the adjacent hollow layer through this partition part may be provided. You may comprise in the site | part corresponding to a wearer's joint so that the filler in a hollow layer may be reduced rather than another site | part. As an example, a fiber cloth is stuck on the outer surface of the endothelial layer. For example, a supply port for supplying air between the body surface of the wearer and the endothelial layer is provided on the outer surface of the endothelial layer. Here, other members such as underwear worn by the wearer may be interposed between the body surface of the wearer and the endothelial layer.
本発明に係る放射線防護服によれば、散乱エックス線及び電子線を遮蔽する内皮層と、内皮層に積層された、ガンマ線を遮蔽する中皮層と、中皮層に積層された、中性子線を遮蔽する上皮層とを備える放射線遮蔽素材を用いて、着用者の体表面を覆うように形成されたものであって、着用者の甲状腺周りの放射線遮蔽素材は、上皮層上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層を積層するものであることによって、外部から入射する中性子線、ガンマ線を遮蔽し、ガンマ線を遮蔽する際に生じる散乱エックス線及び電子線も遮蔽することができ、着用者の甲状腺を放射線から防護することができる。 According to the radiation protective suit according to the present invention, the endothelial layer that shields scattered X-rays and electron beams, the mesothelial layer that shields gamma rays laminated on the endothelial layer, and the neutron rays that are laminated on the mesothelial layer are shielded. A radiation shielding material comprising an epithelial layer is formed to cover the wearer's body surface, and the radiation shielding material around the wearer's thyroid gland shields neutron radiation on the epithelial layer. By laminating two epithelial layers, neutrons and gamma rays incident from the outside can be shielded, and scattered x-rays and electron beams generated when shielding gamma rays can also be shielded. Can be protected from.
[放射線遮蔽素材:第1の実施形態]
以下、本発明の実施の形態を添付の図により説明する。図1に本実施形態に係る放射線遮蔽素材の断面図を示す(なお、説明のため、放射線遮蔽素材の両端部は省略して示している)。放射線遮蔽素材1は、内皮層2と中皮層3と上皮層4とを有する3層構造によって形成されている。放射線遮蔽素材1は、上皮層4側から入射する放射線を遮断するように設計されている。上皮層4は中性子線を遮蔽し、中皮層3はガンマ線を遮蔽する。ガンマ線が物質に接触すると、光電効果およびコンプトン散乱により、散乱エックス線と電子線を発生させる。したがって、中皮層3によってガンマ線を遮蔽した際に生じる可能性のある散乱エックス線と電子線を、内皮層2によって遮蔽するように構成している。
[Radiation shielding material: first embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the radiation shielding material according to the present embodiment (note that both ends of the radiation shielding material are omitted for explanation). The
内皮層2には中皮層3が積層されている。中皮層3は内皮層2に対向し、且つ内皮層2との間に所定の空間を保持して延びる外層部6と、外層部6から内皮層2に向かって延びる隔壁部7と、該隔壁部7と外層部6によって画定される複数の中空層5とを備えている。図2に図1のA−A線断面図を示す(なお、説明のため、放射線遮蔽素材1の端部は省略して示している)。隔壁部7によって、内皮層2と中皮層3の外層部6との間の空間が仕切られて、気体により構成される複数の中空層5が形成されている。隔壁部7には、隣合う複数の中空層5内の充填物が流通できるように、連通孔7aが形成されている。なお、特定の充填物を中空層5に充填する工程を経ない場合には、中皮層3が内皮層2に積層された際に、中空層5には空気が充填されていることになる。図2に示すように、本実施形態において、隔壁部7は格子状に形成されている。隔壁部7は、内皮層2と中皮層3の外層部6との間に空間、すなわち、中空層5を保持すると共に、この3層構造の形体補強にも寄与している。
A
中皮層3の外層部6の外表面には、該外表面に沿って延びる上皮層4が積層されている。図1に示すように、中皮層3の外層部6及び上皮層4の断面は、隣り合う隔壁7の間において上皮層側に突出する波形状を有している。一例として、内皮層2の厚さl1は2mmであり、中空層3の隔壁部7における厚さl2は8mmであり、上皮層4の厚さl3は3mmである。
An epithelial layer 4 extending along the outer surface is laminated on the outer surface of the
上皮層4は、シリコンゴムに、中性子線を吸収するホウ素を混合して形成する。 The epithelial layer 4 is formed by mixing silicon rubber with boron that absorbs neutron rays.
中皮層3は、シリコンゴムに独自のガンマ線遮蔽材を混合して形成する。この独自のガンマ線遮蔽材は、少なくとも、ビスマス及びチタンの少なくとも1種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有する。このガンマ線遮蔽材については後に詳述する。
The
内皮層2は、シリコンゴムに独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材を混合して形成する。この独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材は少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを必須元素として有する。この散乱エックス線及び電子線遮蔽材料については後に詳述する。
The
上皮層4、中皮層3及び内皮層2のそれぞれについて、シリコンゴムと上記各混合物とを混練して、成形のため加硫し、熱と圧力を加えて架橋反応させる。シリコンゴムの硬度は調整可能である。例えば、シリコンゴムとシリコンゴムに加える上記各混合物との混合体積比を調整することによって、より柔らかく又はより硬く形成することができる。シリコンゴムとこのシリコンゴムに加えられる混合物との混合体積比は、一例として、40:60である。上皮層4及び内皮層2はシート状に形成する。中皮層3については、外層部6をシート形状に形成し、外層部6から突出する隔壁部7を、金型を用いて外層部6と一体成型する。
For each of the epithelial layer 4,
形成した中皮層3の外層部6の表面に沿って、シート状に形成した上皮層4を積層する。次いで、シート状に形成した内皮層2の表面に中皮層3の隔壁部7の端部を接着することによって、内皮層2に中皮層3を積層する。積層の際に、隔壁部7の端部間の距離を狭くすることによって、中皮層3の外層部6及び上皮層4を、隔壁部7の端部間において上皮層4側に撓ませることができる。これにより、図1に示すように、中皮層3の外層部6及び上皮層4の断面が波形状に形成される。
A sheet-shaped epithelial layer 4 is laminated along the surface of the
第1の実施形態に示す放射線遮蔽素材1では、中性子線を遮蔽する上皮層4と、ガンマ線を遮蔽する中皮層3と、散乱エックス線及び電子線を遮蔽する内皮層2とを有する3層構造によって、外部から入射する中性子線、ガンマ線を遮蔽し、ガンマ線を遮蔽する際に生じる可能性のある散乱エックス線及び電子線も遮蔽することができる。なお、中性子線、ガンマ線よりも物質透過能力の低いアルファ線及びベータ線も放射線遮蔽素材1によって遮蔽される。この放射線遮蔽素材1を用いて放射線防護服を形成すれば、原子力発電所等の高放射線環境下で作業する作業者を外部被ばくから保護することができる。
[放射線防護服:第2の実施形態]
第2の実施形態に係る放射線防護服を図3〜図5に示す。図3は放射線防護服10の正面図であり、図4及び図5は放射線防護服10の側面図及び背面図である。放射線防護服10は、着用者の頭部、上肢、体幹、下肢を覆う外皮部11と、外皮部11の上から頭部を保護するヘルメット12と、両手を保護するグローブ14と、両足先を保護するブーツ15を備えている。外皮部11とヘルメット12はジョイント部17によって接合し、外皮部11とグローブ14はジョイント部18によって接合し、外皮部11とブーツ15はジョイント部19によって接合する。また、着用者の膝及び肘に対応する部位には、膝当て20(図3参照)及び肘あて21(図5参照)を設けている。
The
[Radiation protective clothing: second embodiment]
A radiation protective suit according to the second embodiment is shown in FIGS. 3 is a front view of the radiation
図5に示すように、放射線防護服10の背面側には生命維持装置30を取り付けることができる。生命維持装置30の構成を図6に示す。生命維持装置30は、主酸素タンク31と、エアータンク32と、給水用タンク33と、呼吸循環エアー冷却装置34とを備える。主酸素タンク31及びエアータンク32から供給される酸素と窒素を混ぜた空気は、着用者が呼吸できるように、供給口35及び該供給口35に接続するチューブを介して、ヘルメット12内に送られる。加えて、後述するように、生命維持装置30からの空気は着用者の皮膚呼吸等のために、外皮部11の内側にも供給される。給水用タンク33は着用者に水分を補給する。呼吸循環エアー冷却装置34は主酸素タンク31及びエアータンク32から供給される空気を冷却することによって、着用者の体温を調節する。また、生命維持装置30は、カセット型の二酸化炭素吸収材36を搭載しているため、着用者の排出した二酸化炭素を処理することができる。その他、各種構成部を制御する機器制御部37、マイクロポンプユニット38、バッテリーユニット39、図示しないGPS(Global Positioning System)等が生命維持装置30内に備えられている。
As shown in FIG. 5, a
外皮部11、グローブ14、ブーツ15、膝当て20及び肘あて21は、第1の実施形態において前述した放射線遮蔽素材1によって形成されている。外皮部11の断面図を図7に示す(なお、説明のため、ヘルメット12の図示は省略している)。図7のB部分拡大図を図8に示す。外皮部11は着用者の体表面42との間に空間43を有している(なお、説明のため、着用者の体表面42を覆う下着44(図7参照)の図示は省略している)。
The
シリコンゴムと散乱エックス線及び電子線遮蔽材によって形成された内皮層2は、断熱機能も有している。内皮層2の外表面、すなわち、着用者の体表面42と対向する表面には、図示しないナイロン繊維等の繊維布を内貼りしている。シリコンゴム等から形成された内皮層2の外表面が露出している場合と比べて、繊維布を内貼りすることによって肌触りが良くなり、放射線防護服10の着脱が容易になる。また、ナイロン繊維を用いることによって、吸湿、速乾、抗菌、消臭、保温機能を付加することができる。
The
繊維布を内貼りした内皮層2の外表面には、着用者の体表面42との間の空間43に空気を供給する供給口41を設けている。供給口41から内皮層2の外表面に沿って延びるチューブは、生命維持装置30の供給口35に接続している(図5参照)。供給口41及び供給口41から延びるチューブは内皮層2の外表面に固定されている。供給口41から空気を供給することによって、着用者の皮膚呼吸を維持することができる。また、供給する空気の温度を調整することによって着用者の体温を調節することもできる。
A
本実施形態において、中空層5にはヘリウムガスが充填されている。これによって、放射線防護服10の軽量化を図ることができ、作業性が向上する。また、中空層5を画定する隔壁部7には連通孔7aが形成されているため、各中空層5に充填されたヘリウムガスは各中空層5の間を流通できる。したがって、放射線防護部材1の変形が容易となり、着用者の可動性を高めている。加えて、着用者の関節に対応する部位11aにおいては、他の部位よりも中空層5に充填するヘリウムガスの量を減らしている。したがって、部位11aにおける放射性遮蔽素材1は他の部位に比べて変形しやすくなる。これにより、着用者の可動性をさらに高めることができる。
In this embodiment, the
膝当て20及び肘あて21には、膝及び肘の保護のために、外皮部11よりも硬度を高めた放射線遮蔽素材1を用いている。前述のように、上皮層4、中皮層3、内皮層2を形成する際に、シリコンゴムへ混合する混合物の割合を変化させることによって、放射線遮蔽素材1の硬度を高めることができる。
For the
本実施形態において、散乱エックス線及び電子線を遮蔽する内皮層2と、内皮層2に積層された、ガンマ線を遮蔽する中皮層3と、中皮層3に積層された、中性子線を遮蔽する上皮層4とを備える放射線遮蔽素材1を用いて、着用者の体表面を覆うように形成された放射線防護服10において、着用者の甲状腺周りの放射線遮蔽素材1は、上皮層4上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層8を積層されたものである。
In the present embodiment, the
具体的には、着用者の甲状腺周り(首回り)の放射線放射素材の部分45(図9参照)は、上皮層4上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層8を積層されたものであって(図10参照)、上皮層4と同一成分の素材により構成される。また、第二の上皮層8は、中皮層3または内皮層2と同一成分の素材により構成されてもよい。
Specifically, the radiation emitting material portion 45 (see FIG. 9) around the wearer's thyroid gland (around the neck) is formed by laminating a second epithelial layer 8 that shields neutron rays on the epithelial layer 4. (See FIG. 10) and is made of the same material as that of the epithelial layer 4. The second epithelial layer 8 may be made of a material having the same component as the
また、甲状腺周りの放射線遮蔽素材1は、それぞれの構成が帯状に構成されるものであって、着用者の甲状腺周りのうち、咽喉と延髄付近は、帯状のものが縦に配置され(図3、図5参照)、着用者の甲状腺周りのうち、その他の部分は、帯状のものが横に配置されたものである(図3、図5参照)。このような構成により、着用者の腕を回した際や、首を動かした際の可動性を高めることができる。
Further, the
放射線防護服10は、更に、着用者のリンパ腺周りの放射線遮蔽素材の部分55は、上記甲状腺周りの放射線遮蔽素材1の部分45と同様に、上皮層1上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層8を積層されたものである。
In the radiation
具体的には、着用者の甲状腺周り(首回り)の放射線放射素材の部分45(図9参照)は、上皮層4上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層8を積層されたものであって(図10参照)、上皮層4と同一成分の素材により構成される。また、第二の上皮層8は、中皮層3または内皮層2と同一成分の素材により構成されてもよい。リンパ腺周りの部分55は、図3に示すように、股間付近であるが、ワキ等の股間以外のリンパ腺部分であってもよい。
Specifically, the radiation emitting material portion 45 (see FIG. 9) around the wearer's thyroid gland (around the neck) is formed by laminating a second epithelial layer 8 that shields neutron rays on the epithelial layer 4. (See FIG. 10) and is made of the same material as that of the epithelial layer 4. The second epithelial layer 8 may be made of a material having the same component as the
[第3の実施形態]
第3の実施形態に係る放射線防護服を図14〜図17に示す。図14は放射線防護服110の正面図であり、図15は放射線防護服110の右側面図である。図16は放射線防護服110の左側面図である。図17は放射線防護服110の背面図である。放射線防護服110は、第2の実施形態において前述した放射線防護服10と同一の構成を有するが、異なる構成について説明する。放射線防護服110は、図14〜図17に示すように、着用者と前記内皮層との間にクッション材を設けている。クッション材140は、ウレタンまたはシリコンから形成されるものであって、着用者の肩、胸、腰、背を防護するものである。これにより、着用者の甲状腺を保護するのみならず、着用者の外的部分の保護を可能とする。
[Third Embodiment]
A radiation protective suit according to a third embodiment is shown in FIGS. 14 is a front view of the radiation
図15に示すように、放射線防護服110の背面側には生命維持装置130を取り付けることができる。生命維持装置130の構成を図18に示す。生命維持装置130は、第一のエアータンク131と、第二のエアータンク132と、冷却装置134とを備える。第一のエアータンク131及び第二のエアータンク132から、着用者が呼吸できるように、供給口135及び該供給口135に接続するチューブを介して、ヘルメット12内に酸素が送られる。加えて、後述するように、生命維持装置130からの空気は着用者の皮膚呼吸等のために、内皮部2の内側にも供給される。給水用タンク138は着用者に水分を補給する。
As shown in FIG. 15, a
流動食用タンク139は、着用者に流動食を補給する。呼吸循環エアー冷却装置134は第一のエアータンク131及び第二のエアータンク132から供給される空気を冷却することによって、着用者の体温を調節する。また、生命維持装置130は、カセット型の二酸化炭素吸収部136を搭載しているため、着用者の排出した二酸化炭素を処理することができる。その他、各種構成部を制御する機器制御部137、マイクロポンプユニット138、電源部133、機器制御部137のGPS(Global Positioning System)等が生命維持装置130内に備えられている。
The
第一のエアータンク131は、カセット式ボンベから構成されるエアータンクであって、逆止弁およびエアーホースを組み合わせ、機器制御部137によって、エア圧力を感知し、エアを供給する。第二のエアータンク132は、カセット式ボンベから構成されるエアータンクであって、電磁弁およびエアーホースを組み合わせ、機器制御部137によって、酸素量を計測し、酸素を供給する。
The
電源部133は、リチウムイオン電池を使用し、当該リチウムイオン電池を交換可能とするものである。電源部133は、リチウムイオン電池以外の電池を交換するものであってもよく、また、これらの電池は充電可能なものである。電源部133は、リチウムイオン以外の電池から構成されるものであってもよい。電源部133は、更に、排気部分に使用しヘルメット12の二酸化炭素の増加を調整する循環ファンユニット、放射線防護服110の胴体部分に冷却エアーを体温調整のために作動する小型ポンプ機器からなる循環ポンプユニット、液体窒素を魔法瓶上の冷却装置に封入し、冷却ファンを有する空間に吸気エアーを送り込む冷却装置を有する。
The
二酸化炭素吸収部136は、ヘルメット12内での呼吸の際、排出二酸化炭素の濃度を常時、吸収(吸着)、循環する。
The carbon
機器制御部137は、サーモスタット機能、通信機能、GPS機能を有するものであって、電源部133からの電気を利用し、電磁弁バルブ開閉、濃度測定、GPS・通信・サーモスタット機能をコンピュータ管理しているものである。この機器制御部137は、上述した放射線遮蔽材が覆うように保護し、ユニット交換できる機能を付加する。また、生命維持装置130は、シリコンおよび遮蔽素材により、生命維持装置130の各部をパッケージしている。
The
また、本実施形態において、放射線防護服110の中空層5内には、ヘリウムや水銀ではなく、その他の液体や気体を充填してもよい。
In the present embodiment, the
放射線防護服110は、着用者と内皮層との間にクッション材を設けることにより、着用者への衝撃を吸収し、更に着用者の身体に固定することを可能とする。
The radiation
[ガンマ線遮蔽材]
前述した独自のガンマ線遮蔽材は、ビスマス及びチタンの少なくとも1種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有する。例えば、ビスマス20〜50質量%、ケイ素3〜25質量%及びストロンチウム20〜50質量%を含有する。一例として、チタン20〜50質量%、ケイ素3〜25質量%及びストロンチウム20〜50質量%を含有する。酸化ビスマス、チタン及び酸化チタンの少なくとも1種、ケイ素酸化物、並びに炭酸ストロンチウムを焼成して得ても良い。上記ガンマ線遮蔽材の製造に際して、ビスマス化合物及びチタン化合物の少なくとも1種、ケイ素化合物、並びにストロンチウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備えても良い。一例として、この焼成工程は、上記化合物に加えて、さらにホウ酸を混合し、焼成する工程である。
[Gamma ray shielding material]
The unique gamma ray shielding material described above has at least one of bismuth and titanium, silicon, and strontium as essential elements. For example, it contains 20 to 50% by mass of bismuth, 3 to 25% by mass of silicon, and 20 to 50% by mass of strontium. As an example, it contains 20 to 50% by mass of titanium, 3 to 25% by mass of silicon, and 20 to 50% by mass of strontium. You may obtain by baking at least 1 sort (s) of bismuth oxide, titanium, and titanium oxide, silicon oxide, and strontium carbonate. When manufacturing the said gamma ray shielding material, you may provide the baking process of mixing and baking at least 1 sort (s) of a bismuth compound and a titanium compound, a silicon compound, and a strontium compound. As an example, this baking step is a step of further mixing and baking boric acid in addition to the above compound.
以下、上記ガンマ線遮蔽材について詳述する。 Hereinafter, the gamma ray shielding material will be described in detail.
上記ガンマ線遮蔽材は、ビスマス及びチタンの少なくとも1種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有することを特徴とする。これらの元素を組み合わせることにより、ガンマ線を良好に遮蔽することができる。また、ケイ酸塩系化合物であるため鉛よりも比重が軽く、さらには加工性にも優れている。 The gamma ray shielding material has at least one of bismuth and titanium, silicon, and strontium as essential elements. By combining these elements, gamma rays can be well shielded. Moreover, since it is a silicate compound, its specific gravity is lighter than that of lead, and it is also excellent in workability.
ビスマス(Bi)及びチタン(Ti)の少なくとも1種の含有量は、例えば20〜50質量%、好ましくは30〜40質量%である。 The content of at least one of bismuth (Bi) and titanium (Ti) is, for example, 20 to 50% by mass, preferably 30 to 40% by mass.
ケイ素(Si)の含有量は、例えば3〜25質量%、好ましくは5〜15質量%である。 The content of silicon (Si) is, for example, 3 to 25% by mass, preferably 5 to 15% by mass.
ストロンチウム(Sr)含有量は例えば、20〜50質量%、好ましくは25〜40質量%である。 Strontium (Sr) content is 20-50 mass%, for example, Preferably it is 25-40 mass%.
ガンマ線遮蔽材は、上記必須元素に加えて、酸素原子(好ましくは5〜30質量%、より好ましくは10〜20質量%)を含んでいてもよい。また、ホウ素原子、上記以外の放射線吸収原子(例えば、エルビウム等のランタノイド元素)等を含んでいてもよく、さらには、製造上不可避な不純物等を含んでいてもよい。 The gamma ray shielding material may contain oxygen atoms (preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 20% by mass) in addition to the above essential elements. Further, it may contain a boron atom, a radiation absorbing atom other than the above (for example, a lanthanoid element such as erbium) or the like, and may further contain impurities inevitable in production.
上記ガンマ線遮蔽材では、有害性の観点から、鉛元素を実質的に含まないことが好ましい。例えば、5質量%以下、好ましくは1質量%以下である。 The gamma ray shielding material preferably contains substantially no lead element from the viewpoint of toxicity. For example, it is 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less.
ガンマ線遮蔽材の形状は、遮蔽材の使用方法等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、粒状(粉体)、ペレット状、塊状、フィルム状、板状等が挙げられる。特に、上記遮蔽材は、粉体加工が可能で、他の有機物(粉状、繊維状)等に混入させ、様々な遮蔽用途に使用することができる。 The shape of the gamma ray shielding material may be appropriately determined according to the method of using the shielding material, and examples thereof include granular (powder), pellet shape, lump shape, film shape, plate shape, and the like. In particular, the shielding material can be powder-processed and mixed with other organic substances (powdered, fibrous) or the like and used for various shielding applications.
粒状の場合は、例えば、平均粒子径が0.1μm〜1000μm、好ましくは1μm〜100μmとすればよい。 In the case of granular, for example, the average particle diameter may be 0.1 μm to 1000 μm, preferably 1 μm to 100 μm.
また、上記ガンマ線遮蔽材は、上記必須元素等を含有する化合物単独で使用してもよいし、例えば、水、有機溶剤(アルコール、エーテル等)、界面活性剤、樹脂バインダー、無機粒子、有機粒子、上記独自のガンマ線遮蔽材以外のガンマ線遮蔽材等といった添加剤と併せて使用してもよい。 In addition, the gamma ray shielding material may be used alone as a compound containing the essential elements, for example, water, organic solvent (alcohol, ether, etc.), surfactant, resin binder, inorganic particles, organic particles. They may be used in combination with additives such as gamma ray shielding materials other than the above-mentioned original gamma ray shielding materials.
上記ガンマ線遮蔽材は、放射線を遮蔽(防護)する用途に様々な形で使用できる。例えば、防護エプロン、医療用エプロン、防護服、宇宙服、壁紙、外装壁面、屋根材、化粧品、日焼け止め、顔用クリーム、医療機器(マンモグラフィー等)などに使用することができる。 The gamma ray shielding material can be used in various forms for applications that shield (protect) radiation. For example, it can be used for protective apron, medical apron, protective suit, space suit, wallpaper, exterior wall surface, roofing material, cosmetics, sunscreen, facial cream, medical equipment (mammography, etc.) and the like.
上記ガンマ線遮蔽材の好適な製造方法は、ビスマス化合物及びチタン化合物の少なくとも1種、ケイ素化合物、並びにストロンチウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備える。図11に、上記ガンマ線遮蔽材の製造方法の一例を示す。具体的には、例えば、
(i)酸化ビスマス(Bi2O3)、チタン及び酸化チタンの少なくとも1種、
(ii)ケイ素酸化物、並びに
(iii)炭酸ストロンチウム(SrCO3)、
を混合し、焼結する工程を経ることにより製造することができる。
The suitable manufacturing method of the said gamma ray shielding material is equipped with the baking process of mixing and baking at least 1 sort (s) of a bismuth compound and a titanium compound, a silicon compound, and a strontium compound. In FIG. 11, an example of the manufacturing method of the said gamma ray shielding material is shown. Specifically, for example,
(I) at least one of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), titanium and titanium oxide,
(Ii) silicon oxide, and (iii) strontium carbonate (SrCO 3 ),
It can manufacture by passing through the process of mixing and sintering.
酸化チタンは、一酸化チタン(TiO)、二酸化チタン(TiO2)等のいずれでもよい。 The titanium oxide may be any of titanium monoxide (TiO) and titanium dioxide (TiO 2 ).
ケイ素酸化物としては、二酸化ケイ素(SiO2)、一酸化ケイ素(SiO)等のいずれでもよいが、一例として、SiO2が好適に用いられる。 The silicon oxide may be any of silicon dioxide (SiO 2 ) and silicon monoxide (SiO), but as an example, SiO 2 is preferably used.
配合割合は限定的でないが、例えば、
(1)酸化ビスマス30〜60質量%、好ましくは40〜50質量%
ケイ素酸化物5〜30質量%、好ましくは10〜20質量%、
炭酸ストロンチウム30〜60質量%、好ましくは40〜50質量%、
(2)チタン又は酸化チタン30〜60質量%、好ましくは40〜50質量%
ケイ素酸化物5〜30質量%、好ましくは10〜20質量%、
炭酸ストロンチウム30〜60質量%、好ましくは40〜50質量%、
等とすればよい。
The blending ratio is not limited, but for example,
(1) Bismuth oxide 30-60% by mass, preferably 40-50% by mass
5-30% by mass of silicon oxide, preferably 10-20% by mass,
Strontium carbonate 30-60% by weight, preferably 40-50% by weight,
(2) Titanium or
5-30% by mass of silicon oxide, preferably 10-20% by mass,
Strontium carbonate 30-60% by weight, preferably 40-50% by weight,
And so on.
上記原料に加えて、さらにホウ酸(H3BO3)等のホウ素化合物を加えてもよい。これにより、焼成時に金属間の電子移動を容易にさせ、酸化還元作用を促進させることができる。ホウ酸の配合量は限定的でないが、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%である。 In addition to the raw materials, a boron compound such as boric acid (H 3 BO 3 ) may be further added. Thereby, the electron transfer between metals can be made easy at the time of baking, and a redox action can be promoted. Although the compounding quantity of a boric acid is not limited, Preferably it is 0.1-5 mass%, More preferably, it is 0.5-3 mass%.
混合した後、ボールミル、ロッドミル等の粉砕機で上記原料を粉砕してもよいし、粉砕しなくてもよいが、粉砕することが好ましい。 After mixing, the raw material may be pulverized by a pulverizer such as a ball mill or a rod mill, or may not be pulverized, but is preferably pulverized.
焼成温度は、例えば、電気炉にて500〜2000℃、好ましくは800〜1500℃とすればよい。 The firing temperature may be, for example, 500 to 2000 ° C., preferably 800 to 1500 ° C. in an electric furnace.
焼成雰囲気は、大気雰囲気及び不活性ガス雰囲気のいずれでもよいが、好ましくは大気雰囲気である。 The firing atmosphere may be either an air atmosphere or an inert gas atmosphere, but is preferably an air atmosphere.
焼成時間は、焼成温度、焼成雰囲気等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、10分〜10時間、好ましくは30分〜5時間とすればよい。 The firing time may be appropriately determined according to the firing temperature, firing atmosphere, and the like, but may be, for example, 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 5 hours.
上記焼成する焼成工程に代えて、または焼成工程後に、プラズマ焼結工程を行ってもよい。これにより、得られるガンマ線遮蔽材のガンマ線の吸収量を向上させることができる。 A plasma sintering process may be performed instead of or after the baking process. Thereby, the absorption amount of the gamma ray of the gamma ray shielding material obtained can be improved.
プラズマ焼結は、常法に従って行えばよく、例えばプラズマ焼結機で、500〜2000℃(好ましくは700〜1500℃)にて焼結すればよい。
焼結時間は、焼結温度に応じて適宜決定すればよいが、例えば、5分〜2時間、好ましくは10分〜1時間とすればよい。
Plasma sintering may be performed according to a conventional method. For example, it may be performed at 500 to 2000 ° C. (preferably 700 to 1500 ° C.) with a plasma sintering machine.
Although what is necessary is just to determine sintering time suitably according to sintering temperature, For example, 5 minutes-2 hours, Preferably what is necessary is just to be 10 minutes-1 hour.
上記ガンマ線遮蔽材を、以下に実施例を用いて、さらに詳細に説明する。なお、上記ガンマ線遮蔽材は、以下の実施例に限定されるものではない。 The gamma ray shielding material will be described in more detail below using examples. The gamma ray shielding material is not limited to the following examples.
<ガンマ線遮蔽材の実施例1>
SiO2(岩井化学薬品社製)12.58質量%、SrCO3(本荘ケミカル社製)42.42質量%、Bi2O3(岩井化学薬品社製)43.85質量%及びH3BO3(岩井化学薬品社製)1.15質量%をボールミル混合器に入れ、1時間混合した。次いで、電気炉に入れ、大気雰囲気で、900℃、2時間の条件で焼成した。焼成後、常温まで自然冷却し、ボールミル混合機にて平均粒子径が7μmになるまで粉砕した(図11参照)。これにより、実施例1のガンマ線遮蔽材を得た。
<Example 1 of gamma ray shielding material>
SiO 2 (manufactured by Iwai Chemicals) 12.58% by mass, SrCO 3 (manufactured by Honjo Chemical Co., Ltd.) 42.42% by mass, Bi 2 O 3 (manufactured by Iwai Chemicals) 43.85% by mass, and H 3 BO 3 1.15% by mass (manufactured by Iwai Chemicals) was placed in a ball mill mixer and mixed for 1 hour. Next, it was placed in an electric furnace and baked in the air at 900 ° C. for 2 hours. After firing, it was naturally cooled to room temperature and pulverized with a ball mill mixer until the average particle size became 7 μm (see FIG. 11). Thereby, the gamma ray shielding material of Example 1 was obtained.
なお、実施例1のガンマ線遮蔽材の組成比率を測定したところ、Bi37.05質量%、Si9.68質量%、Sr35.12質量%、O(酸素原子)13.94質量%であり、残りは不純物であった。 In addition, when the composition ratio of the gamma ray shielding material of Example 1 was measured, Bi was 37.05 mass%, Si was 9.68 mass%, Sr was 35.12 mass%, O (oxygen atom) was 13.94 mass%, and the rest It was an impurity.
比重を測定したところ、4.78g/cm3であった。蛍光X線分析で測定したところ、上記実施例1は、Bi2O3+SrSiO3であることが推定された。
<ガンマ線遮蔽材の実施例2>
SiO2(岩井化学薬品社製)12.58質量%、SrCO3(本荘ケミカル社製)42.42質量%、Ti(トーホーテック社製)43.85質量%及びH3BO3(岩井化学薬品社製)1.15質量%をボールミル混合器に入れ、1時間混合した。次いで、プラズマ焼結機(SPSシンテック社製、製品名「SPS−1030」)にて、1000℃で、約30分焼結した。これにより、実施例2のガンマ線遮蔽材(ペレット状、厚み3mm)を得た。
When the specific gravity was measured, it was 4.78 g / cm 3 . When measured by fluorescent X-ray analysis, it was estimated that Example 1 was Bi 2 O 3 + SrSiO 3 .
<Example 2 of gamma ray shielding material>
SiO 2 (manufactured by Iwai Chemicals) 12.58% by mass, SrCO 3 (manufactured by Honjo Chemical Co., Ltd.) 42.42% by mass, Ti (manufactured by Tohotech) 43.85% by mass, and H 3 BO 3 (Iwai Chemicals) 1.15% by mass) was put in a ball mill mixer and mixed for 1 hour. Subsequently, it sintered at 1000 degreeC with the plasma sintering machine (The product name "SPS-1030" by SPS Shintec Co., Ltd.) for about 30 minutes. Thereby, the gamma ray shielding material (pellet shape,
なお、実施例2のガンマ線遮蔽材の組成比率を測定したところ、Ti37.95質量%、Si6.45質量%、Sr27.37質量%、O(酸素原子)17.73質量%であり、残りは不純物であった。 In addition, when the composition ratio of the gamma ray shielding material of Example 2 was measured, it was Ti 37.95 mass%, Si 6.45 mass%, Sr 27.37 mass%, O (oxygen atom) 17.73 mass%, and the rest It was an impurity.
比重を測定したところ、4.67g/cm3であった。蛍光X線分析で測定したところ、上記実施例2は、SrTiO2.6+TiO+SrSiO3であることが推定された。
<ガンマ線遮蔽材の比較例>
鉛板(厚さ1mm、市販品)、アルミニウム板(厚さ3mm、市販品)をそれぞれ比較例1及び比較例2とした。
When the specific gravity was measured, it was 4.67 g / cm 3 . When measured by fluorescent X-ray analysis, it was estimated that Example 2 was SrTiO 2.6 + TiO + SrSiO 3 .
<Comparative example of gamma ray shielding material>
A lead plate (
<ガンマ線遮蔽材のガンマ線遮蔽性能試験>
実施例1のガンマ線遮蔽材については、さらにプラズマ焼結によりペレット状(厚み3mm)に加工した。下記の条件にて、実施例及び比較例の試料にガンマ線を照射し、遮蔽率を測定した。この結果を表1に示す。
条件(Laser:CO2,Power:1W,Magnet:10A,Energy:1.7MeV,
Current:200mA,Coll:3mmφ,DTCT:NaI6)
<Gamma ray shielding performance test of gamma ray shielding material>
The gamma ray shielding material of Example 1 was further processed into a pellet shape (
Conditions (Laser: CO 2 , Power: 1W, Magnet: 10A, Energy: 1.7MeV,
(Current: 200mA, Coll: 3mmφ, DTCT: NaI6)
上記の結果から、ガンマ線遮蔽性能において、上記独自のガンマ線遮蔽材の実施例1及び2は、厚みを考慮するとガンマ線遮蔽性能としては非常に有用な鉛板(比較例1)には及ばないものの、実用的な厚さで十分な高さの遮蔽率を示し、良好なガンマ線遮蔽能を有していることが分かる。特に、比較例2のアルミニウムと比較すると、より高い遮蔽率を示し、十分なガンマ線遮蔽能を有していることが分かる。 From the above results, in the gamma ray shielding performance, Examples 1 and 2 of the unique gamma ray shielding material are not as effective as the lead plate (Comparative Example 1) as the gamma ray shielding performance in consideration of the thickness. It can be seen that it has a sufficiently high shielding rate at a practical thickness and has a good gamma ray shielding ability. In particular, when compared with the aluminum of Comparative Example 2, it can be seen that it exhibits a higher shielding rate and has a sufficient gamma ray shielding ability.
また、上記独自のガンマ線遮蔽材は、比重が鉛の比重(11.34)よりも大幅に軽く、粒状や板状に容易に変形することができ加工性にも優れている。よって、さまざまな用途や形態で使用可能であることが分かる。 The original gamma ray shielding material has a specific gravity that is significantly lighter than the specific gravity of lead (11.34), can be easily deformed into a granular or plate shape, and has excellent workability. Therefore, it turns out that it can be used for various uses and forms.
また、上記独自のガンマ線遮蔽材は、散乱エックス線及び電子線を遮蔽することもできる。
[散乱エックス線及び電子線遮蔽材]
前述した独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを必須元素として有する。例えば、ケイ素5〜30質量%、ストロンチウム30〜60質量%、マグネシウム1〜20質量%、ユーロピウム0.1〜5質量%、及びジスプロシウム0.1〜5質量%を含有する。一例として、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウム及び酸化ジスプロシウムを焼成して得られる。この場合、焼成後、さらにプラズマ焼結されて、少なくともケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化ユーロピウム及び酸化ジスプロシウムを得てもよい。上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材を製造する際には、例えば、ケイ素化合物、ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、ユーロピウム化合物及びジスプロシウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備える。前記焼成工程が、上記化合物に加えて、さらにホウ酸を混合し、焼成する工程であってもよい。さらに、プラズマ焼結する工程を備えてもよい。
The unique gamma ray shielding material can also shield scattered X-rays and electron beams.
[Scattering X-ray and electron beam shielding material]
The unique scattering X-ray and electron beam shielding materials described above have at least silicon, strontium, magnesium, europium and dysprosium as essential elements. For example, silicon 5-30 mass%, strontium 30-60 mass%, magnesium 1-20 mass%, europium 0.1-5 mass%, and dysprosium 0.1-5 mass% are contained. As an example, it is obtained by firing at least silicon oxide, strontium carbonate, magnesium oxide, europium oxide and dysprosium oxide. In this case, after firing, plasma sintering may be performed to obtain at least silicon oxide, strontium carbonate, magnesium oxide, europium oxide, and dysprosium oxide. When manufacturing the said scattering X-ray and an electron beam shielding material, the silicon | silicone compound, a strontium compound, a magnesium compound, a europium compound, and a dysprosium compound are mixed, for example, and the baking process of baking is provided. The baking step may be a step of mixing and baking boric acid in addition to the above compound. Furthermore, you may provide the process of plasma-sintering.
以下、上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材について詳述する。 Hereinafter, the scattering X-ray and the electron beam shielding material will be described in detail.
上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、少なくともケイ素、ストロンチウム、マグネシウム、ユーロピウム及びジスプロシウムを必須元素として有することを特徴とする。これらの元素を組み合わせることにより、実用的なレベルで、エックス線を遮蔽することができる。また、紫外線の吸収も可能である。さらに、ケイ酸塩系化合物であるため鉛よりも比重が軽く、加工性にも優れている。 The scattered X-ray and electron beam shielding material has at least silicon, strontium, magnesium, europium and dysprosium as essential elements. By combining these elements, X-rays can be shielded at a practical level. It can also absorb ultraviolet rays. Furthermore, since it is a silicate-based compound, it has a lighter specific gravity than lead and is excellent in workability.
ケイ素(Si)の含有量は、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは10〜20質量%である。
ストロンチウム(Sr)の含有量は、好ましくは30〜60質量%、より好ましくは40〜50質量%である。
The content of silicon (Si) is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 20% by mass.
The content of strontium (Sr) is preferably 30 to 60% by mass, more preferably 40 to 50% by mass.
マグネシウム(Mg)の含有量は、好ましくは1〜20質量%、より好ましくは5〜10質量%である。
ユーロピウム(Eu)の含有量は、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%である。
The content of magnesium (Mg) is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 5 to 10% by mass.
The content of europium (Eu) is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.
ジスプロシウム(Dy)の含有量は、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%である。 The content of dysprosium (Dy) is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.
上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、上記必須元素以外にも酸素原子(好ましくは10〜50質量%、より好ましくは20〜40質量%)を含んでいてもよい。また、ホウ素原子、上記以外の放射線吸収原子(例えば、エルビウム等のランタノイド元素)等を含んでいてもよく、さらには、製造上不可避な不純物等を含んでいてもよい。 The scattered X-ray and electron beam shielding material may contain oxygen atoms (preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass) in addition to the essential elements. Further, it may contain a boron atom, a radiation absorbing atom other than the above (for example, a lanthanoid element such as erbium) or the like, and may further contain impurities inevitable in production.
上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材では、有害性の観点から、鉛元素を実質的に含まないことが好ましい。例えば、5質量%以下、好ましくは1質量%以下である。 In the said scattering X-ray and electron beam shielding material, it is preferable that lead element is not included substantially from a harmful viewpoint. For example, it is 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less.
上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材の形状は、遮蔽材の使用方法等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、粒状(粉体)、ペレット状、塊状、フィルム状、板状等が挙げられる。特に、上記遮蔽材は、粉体加工が可能で、他の有機物(粉状、繊維状)等に混入させ、様々な遮蔽用途に使用することができる。 The shape of the scattering X-ray and the electron beam shielding material may be appropriately determined according to the method of using the shielding material, and examples thereof include granular (powder), pellet, lump, film, and plate. . In particular, the shielding material can be powder-processed and mixed with other organic substances (powdered, fibrous) or the like and used for various shielding applications.
粒状の場合は、例えば、平均粒子径が0.1μm〜1000μm、好ましくは1μm〜100μmとすればよい。 In the case of granular, for example, the average particle diameter may be 0.1 μm to 1000 μm, preferably 1 μm to 100 μm.
また、上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、上記必須元素等を含有する化合物単独で使用してもよいし、例えば、水、有機溶剤(アルコール、エーテル等)、界面活性剤、樹脂バインダー、無機粒子、有機粒子、上記独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材以外の散乱エックス線及び電子線遮蔽材等といった添加剤と併せて使用してもよい。特に、上記独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材では、チタン、酸化チタン等のチタン化合物を併用することが好ましい。これにより、紫外線の遮蔽性をより向上させることができる。 In addition, the scattered X-ray and electron beam shielding material may be used alone as a compound containing the essential elements, for example, water, organic solvent (alcohol, ether, etc.), surfactant, resin binder, inorganic You may use together with additives, such as particle | grains, organic particle | grains, a scattering X-ray other than the said original scattering X-ray, and an electron beam shielding material, and an electron beam shielding material. In particular, in the unique scattering X-ray and electron beam shielding material, it is preferable to use a titanium compound such as titanium or titanium oxide in combination. Thereby, the ultraviolet shielding property can be further improved.
上記独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、放射線を遮蔽(防護)する用途に様々な形で使用できる。例えば、防護エプロン、医療用エプロン、防護服、宇宙服、壁紙、外装壁面、屋根材、化粧品、日焼け止め、顔用クリーム、医療機器(マンモグラフィー等)などに使用することができる。なお、エックス線のみならず紫外線も遮蔽できるため、化粧品、日焼け止め等に適用することもできる。 The unique scattering X-ray and electron beam shielding material can be used in various forms for the purpose of shielding (protecting) radiation. For example, it can be used for protective apron, medical apron, protective suit, space suit, wallpaper, exterior wall surface, roofing material, cosmetics, sunscreen, facial cream, medical equipment (mammography, etc.) and the like. Since not only X-rays but also ultraviolet rays can be shielded, it can be applied to cosmetics, sunscreens and the like.
上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材の製造方法は、ケイ素化合物、ストロンチウム化合物、マグネシウム化合物、ユーロピウム化合物及びジスプロシウム化合物を混合し、焼成する焼成工程を備えることを特徴とする。図12に、上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材の製造方法の一例を示す。具体的には、例えば、ケイ素酸化物、炭酸ストロンチウム(SrCO3)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ユーロピウム(Eu2O3)及び酸化ジスプロシウム(Dy2O3)を混合し、焼結する工程を経ることにより製造することができる。 The manufacturing method of the said scattering X-ray and an electron beam shielding material is equipped with the baking process of mixing and baking a silicon compound, a strontium compound, a magnesium compound, a europium compound, and a dysprosium compound. FIG. 12 shows an example of a method for producing the scattered X-ray and electron beam shielding material. Specifically, for example, a step of mixing and sintering silicon oxide, strontium carbonate (SrCO 3 ), magnesium oxide (MgO), europium oxide (Eu 2 O 3 ), and dysprosium oxide (Dy 2 O 3 ). It can manufacture by passing.
ケイ素酸化物としては、二酸化ケイ素(SiO2)、一酸化ケイ素(SiO)等のいずれでもよいが、一例として、SiO2が好適に用いられる。 The silicon oxide may be any of silicon dioxide (SiO 2 ) and silicon monoxide (SiO), but as an example, SiO 2 is preferably used.
配合割合は限定的でないが、例えば、
ケイ素酸化物20〜60質量%、好ましくは30〜50質量%、
炭酸ストロンチウム20〜60質量%、好ましくは30〜50質量%、
酸化マグネシウ5〜40質量%、好ましくは10〜30質量%、
酸化ユーロピウム0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜1質量%及び
酸化ジスプロシウム0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜1質量%、
とすればよい。
The blending ratio is not limited, but for example,
20 to 60% by mass of silicon oxide, preferably 30 to 50% by mass,
20-60% by weight of strontium carbonate, preferably 30-50% by weight,
Europium oxide 0.1-5% by weight, preferably 0.2-1% by weight and dysprosium oxide 0.1-5% by weight, preferably 0.2-1% by weight,
And it is sufficient.
上記原料に加えて、さらにホウ酸(H3BO3)等のホウ素化合物を加えてもよい。これにより、焼成時に金属間の電子移動を容易にさせ、酸化還元作用を促進させることができる。ホウ酸の配合量は限定的でないが、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%である。 In addition to the raw materials, a boron compound such as boric acid (H 3 BO 3 ) may be further added. Thereby, the electron transfer between metals can be made easy at the time of baking, and a redox action can be promoted. Although the compounding quantity of a boric acid is not limited, Preferably it is 0.1-5 mass%, More preferably, it is 0.5-3 mass%.
混合した後、ボールミル、ロッドミル等の粉砕機で上記原料を粉砕してもよいし、粉砕しなくてもよいが、粉砕することが好ましい。 After mixing, the raw material may be pulverized by a pulverizer such as a ball mill or a rod mill, or may not be pulverized, but is preferably pulverized.
焼成温度は、例えば、電気炉にて500〜2000℃、好ましくは1000〜1500℃とすればよい。 The firing temperature may be, for example, 500 to 2000 ° C., preferably 1000 to 1500 ° C. in an electric furnace.
焼成雰囲気は、大気雰囲気及び不活性ガス雰囲気のいずれでもよいが、好ましくは大気雰囲気である。 The firing atmosphere may be either an air atmosphere or an inert gas atmosphere, but is preferably an air atmosphere.
焼成時間は、焼成温度、焼成雰囲気等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、10分〜10時間、好ましくは30分〜5時間とすればよい。 The firing time may be appropriately determined according to the firing temperature, firing atmosphere, and the like, but may be, for example, 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 5 hours.
また、上記焼成工程後に、さらにプラズマ焼結工程を加えることが好ましい。これにより、得られる散乱エックス線及び電子線遮蔽材のエックス線の吸収量を向上させることができる。 Moreover, it is preferable to add a plasma sintering process after the said baking process. Thereby, the absorption amount of the X-rays of the obtained scattering X-rays and electron beam shielding material can be improved.
プラズマ焼結は、常法に従って行えばよく、例えばプラズマ焼結機で、500〜2000℃(好ましくは700〜1500℃)にて焼結すればよい。
焼結時間は、焼結温度に応じて適宜決定すればよいが、例えば、5分〜2時間、好ましくは10分〜1時間とすればよい。
Plasma sintering may be performed according to a conventional method. For example, it may be performed at 500 to 2000 ° C. (preferably 700 to 1500 ° C.) with a plasma sintering machine.
Although what is necessary is just to determine sintering time suitably according to sintering temperature, For example, 5 minutes-2 hours, Preferably what is necessary is just to be 10 minutes-1 hour.
上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材を、以下に実施例を用いて、さらに詳細に説明する。なお、上記散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、以下の実施例に限定されるものではない。 The scattering X-ray and electron beam shielding material will be described in more detail below using examples. The scattered X-rays and electron beam shielding materials are not limited to the following examples.
<散乱エックス線及び電子線遮蔽材の実施例1>
SiO2(岩井化学薬品社製)40質量%、SrCO3(本荘ケミカル社製)38.2質量%、MgO(宇部マテリアルズ社製)20質量%、Eu2O3(ネオマグ社製)0.4質量%、Dy2O3(ネオマグ社製)0.4質量%及びH3BO3(岩井化学薬品社製)1質量%をボールミル混合器に入れ、1時間混合した。次いで、電気炉に入れ、大気雰囲気で、1300℃、2時間の条件で焼成した。焼成後、常温まで自然冷却し、ボールミル混合機にて平均粒子径が7μmになるまで粉砕した(図12参照)。これにより、実施例1の散乱エックス線及び電子線遮蔽材を得た。実施例1で得られた散乱エックス線及び電子線遮蔽材の画像を図13に示す。
<Example 1 of scattering X-ray and electron beam shielding material>
SiO 2 (manufactured by Iwai Chemicals) 40% by mass, SrCO 3 (manufactured by Honjo Chemical Co., Ltd.) 38.2% by mass, MgO (manufactured by Ube Materials) 20% by mass, Eu 2 O 3 (manufactured by Neomag) 0. 4% by mass, 0.4% by mass of Dy 2 O 3 (manufactured by Neomag) and 1% by mass of H 3 BO 3 (manufactured by Iwai Chemicals) were placed in a ball mill mixer and mixed for 1 hour. Next, it was put in an electric furnace and fired under conditions of 1300 ° C. and 2 hours in an air atmosphere. After firing, it was naturally cooled to room temperature and pulverized with a ball mill mixer until the average particle size became 7 μm (see FIG. 12). Thereby, the scattered X-ray and electron beam shielding material of Example 1 were obtained. An image of the scattered X-ray and electron beam shielding material obtained in Example 1 is shown in FIG.
なお、実施例1の散乱エックス線及び電子線遮蔽材の組成比率を測定したところ、Si13.3質量%、Sr42.4質量%、Mg6.23質量%、Eu0.84質量%、Dy1.83質量%、O(酸素原子)31.3質量%であり、残りは不純物であった。 In addition, when the composition ratio of the scattered X-ray and the electron beam shielding material of Example 1 was measured, Si 13.3% by mass, Sr 42.4% by mass, Mg 6.23% by mass, Eu 0.84% by mass, Dy 1.83% by mass. , O (oxygen atom) 31.3% by mass, and the rest were impurities.
比重を測定したところ、3.7g/cm3であった。X線回折装置による定性分析及び蛍光X線分析で測定したところ、上記実施例1は、Sr2MgSi2O7・Eu3+,Dy3+であることが推定された。 When the specific gravity was measured, it was 3.7 g / cm 3 . When measured by qualitative analysis and X-ray fluorescence analysis using an X-ray diffractometer, it was estimated that Example 1 was Sr 2 MgSi 2 O 7 .Eu 3+ , Dy 3+ .
<散乱エックス線及び電子線遮蔽材の実施例2>
実施例1で得られた散乱エックス線及び電子線遮蔽材をさらに、プラズマ焼結機(SPSシンテック社製、製品名「SPS−1030」)にて、1000℃で、約30分焼結した。焼結後、常温まで自然冷却し、実施例2の散乱エックス線及び電子線遮蔽材(ペレット状、厚み3mm)を得た。
<Example 2 of scattering X-ray and electron beam shielding material>
The scattered X-rays and electron beam shielding material obtained in Example 1 were further sintered at 1000 ° C. for about 30 minutes with a plasma sintering machine (product name “SPS-1030” manufactured by SPS Shintec Co., Ltd.). After sintering, it was naturally cooled to room temperature to obtain the scattered X-ray and electron beam shielding material (pellet shape,
<散乱エックス線及び電子線遮蔽材の比較例>
鉛板(厚さ0.3mm、市販品)、アルミニウム板(厚さ3mm、市販品)をそれぞれ比較例1及び比較例2とした。
<Comparative example of scattering X-ray and electron beam shielding material>
A lead plate (thickness 0.3 mm, commercial product) and an aluminum plate (
<散乱エックス線及び電子線遮蔽材のエックス線遮蔽性能(エックス線透過率測定)>
実施例1の散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、さらにプレス機によりペレット状(厚み3.95mm)に加工した。透過法により、測定エネルギー50keVの条件で、実施例1〜2及び比較例1〜2の試料のエックス線の透過率を測定し、透過率から線吸収係数を計算した。なお、線吸収係数は、透過率の自然対数をとった値を、試料の厚み(cm)で除することにより計算される。得られた測定結果を表1に示す。
<X-ray shielding performance of scattered X-rays and electron beam shielding materials (measurement of X-ray transmittance)>
The scattered X-ray and electron beam shielding material of Example 1 were further processed into a pellet shape (thickness 3.95 mm) with a press. By the transmission method, the X-ray transmittance of the samples of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was measured under the condition of measurement energy of 50 keV, and the linear absorption coefficient was calculated from the transmittance. The linear absorption coefficient is calculated by dividing the natural logarithm of transmittance by the thickness (cm) of the sample. The obtained measurement results are shown in Table 1.
<散乱エックス線及び電子線遮蔽材の紫外線遮蔽能:紫外線透過測定>
紫外可視分光光度計(UV2400PC、島津製作所製)により、実施例1の紫外線の透過率を測定した。その結果、250nm〜400nmの波長域においては、透過率が20%以下であった。
<Ultraviolet shielding ability of scattering X-ray and electron beam shielding material: ultraviolet transmission measurement>
The ultraviolet transmittance of Example 1 was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV2400PC, manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, the transmittance was 20% or less in the wavelength range of 250 nm to 400 nm.
上記の結果から、エックス線透過率測定において、実施例1及び2は、比較例1のエックス線遮蔽物質としては非常に優れている鉛には及ばないものの、実用的な厚さで十分低い透過率を得ることができ、良好な線吸収係数を有している。特に、比較例2のアルミニウムと比較すると、十分に良好な線吸収係数を持っていることが分かる。 From the above results, in the X-ray transmittance measurement, Examples 1 and 2 do not reach the lead which is very excellent as the X-ray shielding material of Comparative Example 1, but have a sufficiently low transmittance at a practical thickness. It can be obtained and has a good linear absorption coefficient. In particular, when compared with the aluminum of Comparative Example 2, it can be seen that it has a sufficiently good linear absorption coefficient.
加えて、上記独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材の実施例1は、紫外線の透過率が低いため、良好な紫外線遮蔽性能を有していることも分かる。さらには、電子線に対しても効果がある。 In addition, it can be seen that Example 1 of the unique scattering X-ray and electron beam shielding material has a good ultraviolet shielding performance because of its low ultraviolet transmittance. Furthermore, it is also effective for electron beams.
また、上記独自の散乱エックス線及び電子線遮蔽材は、比重が鉛の比重(11.34)よりも大幅に軽く、粒状や板状に容易に変形することができ加工性にも優れている。よって、さまざまな用途や形態で使用可能であることが分かる。 In addition, the unique scattering X-ray and electron beam shielding material has a specific gravity that is significantly lighter than the specific gravity of lead (11.34), can be easily deformed into a granular or plate shape, and has excellent workability. Therefore, it turns out that it can be used for various uses and forms.
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。一例として、中空層5に、ガンマ線遮蔽材を含む物質を充填して、ガンマ線遮蔽機能をより高めても良い。他の例として、中皮層3に中空層5を形成せず、内皮層2及び上皮層4と同様に中皮層3をシート状に形成しても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. As an example, the gamma ray shielding function may be further enhanced by filling the
例えば、上皮層4は、シリコンゴムに加える混合物として、ホウ素に代えて、ベリリウム、カドミウム、ガドリニウム等を添加しても良い。 For example, the epithelial layer 4 may be added with beryllium, cadmium, gadolinium, or the like, instead of boron, as a mixture added to silicon rubber.
前述のように、中皮層3の形成に用いられる、ビスマス及びチタンの少なくとも1種、ケイ素、並びにストロンチウムを必須元素として有するガンマ線遮蔽材は、散乱エックス線及び電子線の遮蔽機能も有する。したがって、内皮層2を形成する際に、シリコンゴムに、ビスマス及びチタンの少なくとも1種、ケイ素、並びにストロンチウムを混合しても良い。すなわち、中皮層3と同じ素材によって内皮層2を形成しても良い。
As described above, the gamma ray shielding material used as an essential element for forming the
第2の実施形態における放射線防護服10において、外皮部11の内皮層2と着用者の体表面42との間に、内圧による酸素の漏れを防止するための気密維持層を設けても良い。この場合、空気を供給する供給口41は気密維持層と体表面42との間に空気を供給するように、気密維持層の表面に設けられる。第4の実施形態における宇宙服においても同様に、放射線防護部と冷却下着との間に気密維持層を設けても良い。
In the radiation
1 放射線遮蔽素材
2 内皮層
3 中皮層
4 上皮層
5 中空層
6 外層部
7 隔壁部
7a 連通孔
10 放射線防護服
11 外皮部
41 供給口
50 宇宙服
52 放射線防護部
61 水銀層
65 水銀保持層
67 供給口
110 放射線防護服
130 生命維持装置
131 第一のエアータンク
132 第二のエアータンク
133 電源部
134 呼吸循環エアー冷却装置
135 供給口
136 二酸化炭素吸収材
137 機器制御部
138 マイクロポンプユニット
138 給水用タンク
139 流動食用タンク
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記内皮層に積層された、ガンマ線を遮蔽する中皮層と、
前記中皮層に積層された、中性子線を遮蔽する上皮層とを備える放射線遮蔽素材を用いて、着用者の体表面を覆うように形成された放射線防護服であって、
前記着用者の甲状腺周りの放射線遮蔽素材は、前記上皮層上に中性子線を遮蔽する第二の上皮層を積層するものであることを特徴とする放射線防護服。 An endothelial layer that shields scattered X-rays and electron beams;
A mesothelial layer that shields gamma rays, laminated to the endothelial layer;
A radiation protection suit formed to cover the body surface of the wearer using a radiation shielding material laminated to the mesothelial layer and comprising an epithelial layer that shields neutron radiation,
The radiation protective clothing, wherein the radiation shielding material around the wearer's thyroid gland is a laminate of a second epithelial layer that shields neutron rays on the epithelial layer.
それぞれの構成が帯状に構成されるものであって、
前記着用者の甲状腺周りのうち、咽喉と延髄付近は、前記帯状のものが縦に配置され、前記着用者の甲状腺周りのうち、その他の部分は、前記帯状のものが横に配置されたものであることを特徴とする請求項1記載の放射線防護服。 The radiation shielding material around the thyroid gland is
Each configuration is configured in a strip shape,
Around the wearer's thyroid gland, the band-like thing is arranged vertically in the vicinity of the throat and medulla and other parts around the wearer's thyroid gland are arranged with the belt-like thing horizontally. The radiation protective suit according to claim 1, wherein:
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