(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度１ｍｍまでの第１のホウ素含有骨材を少なくとも５．０重量％、特に少なくとも７．８重量％含み、かつ粒度７ｍｍまでの第２の金属骨材を含み、第１のホウ素含有骨材が第２の金属骨材よりも微細な粒子である放射線防護コンクリート。
【請求項２】
粒度１ｍｍまでの第１のホウ素含有骨材を含み、かつ粒度７ｍｍまでの第２の金属骨材を８０〜９０重量％含み、第１のホウ素含有骨材が第２の金属骨材よりも微細な粒子である放射線防護コンクリート。
【請求項３】
第１のホウ素含有骨材を１．０〜１．５重量％含んでいる請求項２記載の放射線防護コンクリート。
【請求項４】
第２の金属骨材の含有量が８５〜８９重量％である請求項２又は３記載の放射線防護コンクリート。
【請求項５】
第１のホウ素含有骨材として、ホウ素含有鉱物、特に灰硼鉱が利用されている請求項１乃至４の１つに記載の放射線防護コンクリート。
【請求項６】
第２の金属骨材として、鉄粒子あるいは鋼粒子が利用されている請求項１乃至５の１つに記載の放射線防護コンクリート。
【請求項７】
約３０００ｋｇ／ｍ3の最少かさ密度を有している請求項１乃至６の１つに記載の放射線防護コンクリート。
【請求項８】
約６０００ｋｇ／ｍ3のかさ密度を有している請求項１乃至７の１つに記載の放射線防護コンクリート。
【請求項９】
粒度１ｍｍまでの第３の骨材、特に重土砂を含んでいる請求項１乃至８の１つに記載の放射線防護コンクリート。
【請求項１０】
粒度７ｍｍまでの第４の鉱物含有骨材、特に蛇紋石が利用されている請求項１乃至９の１つに記載の放射線防護コンクリート。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の１つによる放射線防護コンクリート（２２ａ、２２ｂ〜２２ｚ）から成る壁部位（２ａ〜２ｚ）を備えている放射線防護囲壁。
【請求項１２】
放射線源、Ｘ線装置、原子炉設備における放射線源を有する部屋あるいは放射線管（１）を遮蔽するために使用される請求項１１記載の放射線防護囲壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、放射線源の放射線を遮蔽するため、特に中性子線およびγ線を遮蔽するための放射線防護コンクリートおよび放射線防護囲壁に関する。
【０００２】
イオン化放射線及び／又は中性子線を発する放射線源、例えば原子炉設備の放射線通路の範囲における放射線、破砕用中性子源、あるいは医療装置の放射線を遮蔽するために、通常、遮蔽材料として、鋼、鋳物材料、ポリエチレン層、鉛、鉛合金、これらの材料の複合体が利用される。この材料に例えばホウ素、特にホウ素同位元素１０、あるいはカドミウムのようないわゆる中性子毒物を添加することによって、そのような遮蔽材料は、中性子の遮蔽に特に適している。その場合中性子は、選定された中性子毒物濃度（例えばホウ素濃度）および中性子エネルギに関係して、弱くあるいは強く吸収される。
【０００３】
放射線源の種類、大きさおよび出力は、放射線遮蔽体の構造、材料選定および材料配置を相当決定する。通常、放射線遮蔽体の必要な総厚さは、放射線遮蔽体の入口における放射線の強さ、放射線遮蔽体の厚さにわたる放射線強さの所望の低下、並びに選定された遮蔽材料の比遮蔽効果によって決定される。
【０００４】
特に強い放射線源、例えば原子炉設備の放射線通路の場合、発生する熱、中性子線およびγ線に対する有効な防護囲壁を得るために、その遮蔽体はその必要な大きな総厚さのために、通常特に大きな体積を有している。更に、原子炉設備あるいは破砕用中性子線源の場合、防護囲壁あるいは防護バリアは、異なった材料の複数の部位あるいは層に分割されている。例えば原子炉炉心は防護囲壁の第１層として、連続冷却水によって冷却される。通常この第１層に、固形物好適には比較的高い密度のコンクリートから成る第２層が続いている。従って、防護囲壁の固形物で形成された個々の層は、液状水分並びに蒸気状水分に対して耐食性を有していなければならない。そのために、遮蔽材料として選定された固形物は特に処理済み金属で外装されているか封じ込まれている。これは構造的形成並びに組立に関して特に経費がかかる。
【０００５】
更に、放射線源の複雑な構造に条件づけられた中空室は、固形遮蔽材料に基づいて、遮蔽のために全くあるいは完全に利用できないという欠点がある。このために、法令で規定された得るべき遮蔽作用に基づいて、寸法が特に大きくなり、かさばり、そのような防護材料は特に経費がかかる。
【０００６】
技術雑誌「ベトン（Beton）」１０／７８、第３６８〜３７１頁に掲載の論文“放射線防護コンクリート−建築技術的放射線防護のコンクリートの設計、製造および検査に対する説明書”において、コンクリートに補助材としてホウ素含有物質を添加することが知られている。そのようなホウ素含有物質は、例えば灰硼鉱、ホウ素方解石、ホウ素フリットおよび炭化ホウ素である。更に上述の論文には例えば鉄粒子や鋼砂のような金属重骨材が記載されている。
【０００７】
従来において、一方ではホウ素含有骨材および他方では金属重骨材が、例えばコンクリートの凝結に不利な影響を与えることなしに、コンクリートにほんの僅かしか添加できないことから出発している。上述の論文に記載されている放射線防護コンクリートでは、専門家の従来周知の知識に応じて、放射線防護囲壁は同様に大きな寸法でしか製造できない。
【０００８】
本発明の課題は、できるだけ高い放射線吸収遮蔽作用を考慮に入れて、特に小さな容積の放射線防護囲壁を製造できるような放射線防護コンクリートを提供することにある。これを、特に高い組立柔軟性で、特に安価な調達費および製造費で達成できるようにしようとしている。このために、放射線防護囲壁も提案しようとしている。
【０００９】
この課題は、課題の第１解決手段において本発明に基づいて、粒度１ｍｍまでの第１のホウ素含有骨材を少なくとも５重量％、特に少なくとも７．８重量％含み、かつ粒度７ｍｍまでの第２の金属骨材を含み、第１のホウ素含有骨材が第２の金属骨材よりも微細な粒子であることによって解決される。
【００１０】
第１解決手段の放射線防護コンクリートは特に強い中性子線を遮蔽するのに適している。
【００１１】
上述の課題は、課題の第２解決手段において本発明に基づいて、粒度１ｍｍまでの第１のホウ素含有骨材を含み、かつ粒度７ｍｍまでの第２の金属骨材を８０〜９０重量％含み、第１のホウ素含有骨材が第２の金属骨材よりも微細な粒子であることによって解決される。
【００１２】
第２解決手段の放射線防護コンクリートにおいて、第１のホウ素含有骨材は１．０〜１．５重量％である。第２の金属骨材の含有量は好適には８５〜８９重量％である。
【００１３】
第２解決手段の放射線防護コンクリートは、特に強いγ線を遮蔽するのに適している。
【００１４】
実験により、専門家の期待に反して意外にも、両解決手段における放射線防護コンクリートは、第１のホウ素含有骨材の多い含有量ないしは第２の金属骨材の多い含有量にもかかわらず、製造可能であり、技術的に採用できることが分かった。
【００１５】
本発明に基づく放射線防護コンクリートは、両解決手段の少なくとも一方の放射線防護コンクリートで壁部位が形成されているような放射線防護囲壁を製造するのに特に適している。
【００１６】
本発明は、小さな容積で特に大きな遮蔽作用を得るために、複雑に形成された中空室にも充填でき、従って放射線源の直ぐ近くで遮蔽作用が達成されるような遮蔽材料あるいは放射線防護材料が利用されねばならない、という考えから出発している。その遮蔽材料の組成は、放射線による直接照射が実現できるように形成されねばならない。換言すれば、遮蔽体は特に耐熱性および耐放射線性を有し、これによって、放射線源の直ぐ近くでの使用が、従って極端な周辺条件のもとでの使用が可能であるようにしなければならない。更に、遮蔽材料の組成によって決定される固有活性化の潜在性を考慮に入れねばならない。即ち、高いγ線に起因して、骨材の成分は、長い放射時間中に活性化し、それ自体が放射性物質になってしまう。
【００１７】
そのことから出発して、放射線防護囲壁は、採用される化学物質の化学的組成および粒度によって、所望の高い遮蔽作用および小さな固有活性化潜在性が得られるコンクリートで形成されている。所望の遮蔽作用に関して、γ線と中性子線との比が、放射線源の総放射線強さに決定的な影響を与える。γ線量が多くなればなるほど、ＤＩＮ１０４５に基づく凝結状態におけるコンクリートのかさ密度を、高くしなければならない。これは、第２解決手段において、遮蔽材料として利用するコンクリートの密度に影響を与える多量の第２の金属骨材によって達成される。これに反して高い中性子線量に対して、第１解決手段において、中性子毒物として作用する第１のホウ素含有骨材の分量は、特に高くされている。その場合補助的に有利に、さもないと中性子線を吸収する際に二次γ線が生ずるので、約３０００ｋｇ／ｍ3の最少かさ密度が設定される。
【００１８】
第１および第２の解決手段における放射線防護コンクリートは、有利には、基礎要素として、高含有結晶水と水（いわゆる調合水）とを含むセメント、いわゆる中性子毒物としての第１のホウ素含有骨材、所望のかさ密度を得るための第２の金属骨材を含んでいる混合コンクリートである。
【００１９】
本発明に基づく放射線防護コンクリートにおいて、かさ密度を一層高めるためあるいは結晶水含有量を高めるために、有利には、第３の金属骨材ないしは第４の金属骨材が使われる。更に目的に適って、補助材として流動材及び／又は緩硬剤が利用される。流動材および緩硬剤の添加は、特に約４０００ｋｇ／ｍ3のかさ密度から、混合コンクリートの加工性を向上させる。
【００２０】
このコンクリートはほとんど水を吸収しないので、金属骨材はほとんど腐食しない。第４の鉱物骨材、特に蛇紋石を混合することによって、コンクリートを製造する際に導入された水が高温においても放出されなくなる。むしろ、大部分の水が混合コンクリートの中に結晶水の形で結合される。蛇紋石は、結晶水の形をした特に多量の水との特に良好な結合特性によって特徴づけられる。これは、標準コンクリートに比べて改善された耐食性を生じさせ、同時に加工性および製造性を特に良好にする。これはまた、遮蔽体を任意の形状に製造することを可能にする。この遮蔽体あるいはコンクリートブロックは所望の数および層で放射線防護囲壁を形成する。
【００２１】
ホウ素は中性子（特に熱中性子）に対する大きな捕獲断面積のために主に中性子吸収体として使われ、それに応じて暖まる。しかもホウ素は、非常に軽く、ほかの多くの材料よりも、僅かな熱伝導性とγ線に対する弱い吸収性とを有している。しかし第２の骨材として、しばしば中性子線を反射する金属が利用される。従って、骨材の分量比率によって、中性子線の吸収、減速および反射がその都度の要件に応じて調整され、その場合同時に、必要な密度、熱の導出、γ線吸収が達成される。
【００２２】
適当なかさ密度は、骨材の選定とその粒度の適当な選定との組合せによって達成させられる。骨材のそれぞれの粒度は、コンクリートが加工性に関しておよび例えば減速および吸収のような得るべき特性に関して、できるだけ高い組込み柔軟性ないしはできるだけ効果的な遮蔽作用を有するように選定される。そのために骨材は、好適には微粒子分並びに粗粒子分を有している。第１のホウ素含有骨材が第２の金属骨材よりも微細な粒子であると特に有利であり、その第１の微粒子状骨材は約１ｍｍの平均粒子直径を有し、第２の粗粒子状骨材は約７ｍｍの平均粒子直径を有している。
【００２３】
本発明に基づく放射線防護囲壁の種々の用途に対して、放射線の種類に関して次の２つの極限状態を考慮しなければならないことが分かっている。
【００２４】
ａ）主に中性子線（二次γ線の発生を考慮に入れた状態でのγ線の残留分を含む）。
ｂ）主にγ線（中性子線の残留分を含む）。
【００２５】
状態ａ）に対して、所望の遮蔽作用は好適には遮蔽コンクリートにおけるできるだけ多量の中性子毒物で達成され、その遮蔽コンクリートは、二次γ線を遮蔽するための最少密度を有していなければならない。状態ａ）に対しては特に第１解決手段の放射線防護コンクリートが適している。
【００２６】
状態ｂ）に対して、γ線の所望の遮蔽は、コンクリート（遮蔽コンクリート）のできるだけ高いかさ密度によって有利に達成され、その遮蔽コンクリートは、残留中性子線を遮蔽するために最低分量の中性子毒物を有していなければならない。そのためには第２解決手段の放射線防護コンクリートが有利である。
【００２７】
いずれか一方のコンクリートで形成された相応の壁部位は、放射線防護囲壁の他の混合コンクリートを含む他の遮蔽層と層構造様式で組み合わされる。その場合、個々の遮蔽層は、その組成に応じて、得られる遮蔽作用が異なっている。例えば遮蔽層は、長い飛程の中性子に対して大きな防護作用を得るために、低いかさ密度の壁部位に比べて大きなホウ素含有量にされる。
【００２８】
放射線源から出る中性子線を遮蔽するため、特に吸収するために、第１の骨材におけるホウ素は、ホウ素含有鉱物の形で、特に酸化ホウ素を含む灰硼鉱で採用されると有利である。第１の骨材におけるホウ素分量は少なくとも２０重量％であり、好適には３０〜５０重量％（酸化ホウ素として計算して）である。灰硼鉱（天然に存在する鉱物）を４１重量％までの酸化ホウ素と混合することによって、放射線防護囲壁の熱中性子に対する特に高い吸収性が得られる。
【００２９】
コンクリートの特に高いかさ密度を得るために、第２の金属骨材として、鉄粒子あるいは鋼粒子が利用されると有利である。粒度０．３ｍｍ〜７ｍｍの粗い粒状材料として７８５０ｋｇ／ｍ3までのかさ密度を有する鋼粒子を利用することによって、製造されたコンクリートのかさ密度が大体決められる。更に、コンクリートは選定された粒度によって、放射線防護囲壁の小さな寸法に対しても、特に簡単に製造でき、加工できる。
【００３０】
コンクリート内における鉄粒子あるいは鋼粒子の良好な結合を得るために、その上に、特に大きな耐圧縮性および耐引張り裂け性を得るために、第３の金属骨材、特に重土砂が利用され、これは好適には１ｍｍまでの粒度をしており、従って特に微粒子である。重土砂の的確な混合によって、必要な耐圧縮性および耐引張り裂け性に調整でき、これはコンクリートを、コンクリート構造物の支持部位並びに静的に荷重されるコンクリートブロックに採用することも可能にする。
【００３１】
極限状態ａ）に対して、即ち中性子線の特に高い遮蔽に対して、放射線防護囲壁の壁部位は、好適には第１解決手段の放射線防護コンクリートで形成されている。この放射線防護コンクリートは特に、最少８〜９重量％のセメント、最少４．５〜６．５重量％の水（調合水）、最少７．８重量％からセメントの選定分量と同じ分量までの第１の骨材（灰硼鉱）、最少３０〜３５重量％の第２の骨材（鉄粒子あるいは鋼粒子）、最少４０〜５０重量％の鉱物含有の第４の骨材（蛇紋石）を有している第１コンクリートである。この第１の混合コンクリートにおいて補助材は不要である。ここで重量％の表示は、８０℃で追い出される水に関する計量に関連している。
【００３２】
第１コンクリートにおける特に大きな含水量は、（結晶水の形をした調合水の結合によって）、中性子線の特に大きな減速を生じさせる。これは更に灰硼鉱分量によって増強される。換言すれば、灰硼鉱分量および水分量が多くなればなるほど、この第１コンクリートはその中性子線に対する遮蔽特性を良好になる。
【００３３】
この第１コンクリートあるいは両解決手段のいずれかの放射線防護コンクリートが約３０００ｋｇ／ｍ3のかさ密度を有していることが有利である。特に、第２の骨材として所定の粒度を有する鉄粒子あるいは鋼粒子を利用することによって、上述の最少かさ密度が得られる。この得られたかさ密度は補助的にγ線の十分な遮蔽作用を生じさせる。第４の骨材（蛇紋石）の添加によって、混合コンクリートの結晶水含有量は著しく高められ、コンクリート内における結合が、このコンクリートが特に耐圧縮性および耐引張り裂け性を有するように改善される。特に蛇紋石の高い含有量によって、第１コンクリートは以下において「蛇紋石コンクリート」と呼ばれる。
【００３４】
蛇紋石コンクリートに対する骨材の水分量を少なくするために、第３の骨材は好適には、７ｍｍまでの粒度を有している。その第３の骨材が２つの異なった粒度で混合されていると特に有利であることが分かっている。好適には、３ｍｍまでの第１粒度を有する第３の骨材の最少含有量は１２〜１６重量％である。３〜７ｍｍの第２粒度の場合、その最少含有量は２８〜３４重量％である。その粒度の表示は、鉱物を粉砕する際あるいはばら積み材における製造過程において生ずるような幾何学的平均値に関連している。しかし特に、上述の上限は相応のふるいの網目幅によって調整される。
【００３５】
極限状態ｂ）に対して、即ちγ線の高い吸収に対して、壁部位は好適には第２解決手段の放射線防護コンクリートによって形成されている。この放射線防護コンクリートは特に、最少４〜４．５重量％のセメント、最少１．５〜２．５重量％の水、最少１〜１．５重量％の第１の骨材（灰硼鉱）、最少８５〜８９重量％の第２の骨材（鉄粒子あるいは鋼粒子）、最少４．５〜５重量％の第３の特に金属骨材（重土砂）、および少なくとも１つの最少０．１〜０．１５重量％の補助材を有している第２コンクリートである。その重量％の表示は、８０℃で追い出される水に関する計量に関連している。
【００３６】
第２コンクリートあるいは両解決手段のいずれかの放射線防護コンクリートは好適には約６０００ｋｇ／ｍ3のかさ密度を有している。特にコンクリートの主成分を形成する第２の骨材として所定の粒度を有する鋼粒子を利用することによって、特に高いかさ密度が得られる。高いかさ密度は更に、発生γ線の特に大きな遮蔽を生じさせる。この場合、例えば結晶水の形をした水（調合水）の結合によって、並びに原材料、蛇紋石に既に含まれている結晶水分量によって、中性子線の抑制（減速）が達成される。更にコンクリートは、灰硼鉱分量によって、中性子線の特に良好な吸収性を有する。第３の骨材（重土砂）の添加によって、コンクリート内における結合が、このコンクリートが特に良好な耐圧縮性および耐引張り裂け性が達成されるように改善される。コンクリートの特に速やかで単純な加工のために、補助材として、流動材及び／又は緩硬剤が利用される。この補助材の添加は、第２コンクリートの加工性に特に大きな影響を与える灰硼鉱の量に左右される。極限状態ｂ）に対して主成分として鉄粒子あるいは鋼粒子を有するこの第２コンクリートは、「鋼粒子コンクリート」と呼ばれる。
【００３７】
コンクリートをその成分の最少含有量について選定する際、種々の影響において達成すべき種々の多数の特性（例えば、遮蔽すべき放射線の種類、遮蔽体あるいは放射線防護囲壁の前後における線量、中性子線分量、そのエネルギレベル、特に強い放射線源の情況下における長期腐食など）を考慮しなければならない。例えば中性子線の特に高い遮蔽をγ線に対する良好な防護と組み合わせるために、コンクリートの多数の種々の組成、特に多数の遮蔽層は、種々の分量の骨材を含むコンクリートから組み合わされる。
【００３８】
特に有利な実施態様において、放射線防護囲壁の少なくとも一部は、第１コンクリート（蛇紋石コンクリート）を備えた第１層と、第２コンクリート（鋼粒子コンクリート）を備えた第２層とを有している。このような二層構造の放射線防護囲壁によって、それぞれの層の適当に選定された厚さあるいは所定の層数によって、これらの層の後になお残る放射線に対する最低限度および最高限度が達成される。これは、人体および機械の放射線負荷に関する安全性要件が遵守されることを可能にする。
【００３９】
コンクリートから構成されたそのような放射線防護囲壁は、特に有利に、放射線源、Ｘ線装置、放射線源を有する部屋、あるいは原子炉設備における放射線通路を間接的に及び／又は直接的に遮蔽するのに適している。例えば、放射線防護囲壁は、放射線源を囲いの形で直接的に遮蔽するため並びに室内における放射線源を壁あるいは床の形で間接的に遮蔽するのに適している。
【００４０】
以下において図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００４１】
２つの放射線通路１の周りに配置された図１に示されている放射線防護囲壁２は、放射線源（図示せず）例えば原子力設備における炉心の一部である。それらの両放射線通路１は例えば原子炉設備あるいは原子力設備の制御範囲における測定装置の一部である。図示していない炉心（放射線源）を遮蔽するために、炉心は容器４の中に配置されている。その容器４の形成は設備の構造に左右される。容器４に原子炉ピット６が続いている。設備の様式に応じて、容器４および原子炉ピット６は１つのユニットを形成できる。原子炉ピット６は原子炉ピット壁８によって画成されている。
【００４２】
炉心から出た放射線を制御して取り出し案内するために、両放射線通路１が放射線防護囲壁２の内部に配置されている。放射線防護囲壁２は容器４と原子炉ピット壁８の外側壁との間における外被管１２内に配置されている。この外被管１２はライナー管１２Ａ、殻管１２Ｂ、補償管１２Ｃを含んでいる。放射線防護囲壁２によって塞ぐべき中空室は、ライナー管１２Ａ、殻管１２Ｂおよび補償管１２Ｃの内壁並びに容器４内に導かれた放射線管突出部１０の内側面によって画成されている。上述の構成要素あるいは部品は取付け要素１４によってそれぞれの接続部１６に例えばねじ結合されている。
【００４３】
通しの隙間が生ずることを防止するために、外被管１２は軸方向に数回にわたって段階づけられている。そのために、外被管１２を形成する管（ライナー管１２Ａ、殻管１２Ｂ、補償管１２Ｃ）は、それに応じて異なった直径を有している。殻管と呼ばれる外被管１２は、１つの構成要素（例えば鋳物構成要素）あるいは複数の管あるいは部分構成要素から成っている。
【００４４】
外被管１２の中に放射線防護囲壁２を組み込んだ後、外被管１２はライナー管１２Ａの側が閉鎖板１８で閉じられる。
【００４５】
両放射線通路１から流出する（横に散乱する）中性子線およびγ線を遮蔽するために、両放射線通路１は金属スリーブ１９によって外側が完全に包まれている。金属スリーブ１９は好適にはフェライトステンレス材料で形成され、その外側に配置された放射線防護囲壁２の固有活性化をできるだけ小さくさせる。更に、金属スリーブ１９の厚さは放射線防護囲壁２の静的および動的負荷によって決定される。
【００４６】
放射線防護囲壁２の種々の遮蔽特性を得るために、この放射線防護囲壁２は多数の壁部位２ａ〜２ｚに分けられている。これらの壁部位２ａ〜２ｚは両放射線通路１を完全に包囲し、それぞれ異なった分量の骨材を含み従って異なったかさ密度を有する放射線防護コンクリートあるいはコンクリート２２ａ〜２２ｚで形成されている。
【００４７】
壁部位２ａ〜２ｚの厚さは外被管１２の個々の構成要素の直径によって決定される。壁部位２ａ〜２ｚの数、厚さ、化学的組成およびそれぞれのかさ密度は、要求に応じた事前設定によって決定される。従って、壁部位２ａ〜２ｚを形成するコンクリート２２ａ〜２２ｚは変化を付けることができる。
【００４８】
壁部位２ａ〜２ｚに属するコンクリート２２ａ〜２２ｚは所望の要件に応じて、粒度１ｍｍまでの相応の分量の第１のホウ素含有骨材と、粒度７ｍｍまでの第２の金属骨材を有している。その第１の微粒子骨材として、ホウ素含有材料例えば灰硼鉱が利用される。その粒度のために粗粒子とも呼ばれる第２の骨材として、好適には鉄粒子あるいは鋼粒子が利用される。
【００４９】
コンクリート２２ａ〜２２ｚに対する第１および第２の骨材の分量は、その壁部位２ａ〜２ｚにおける放射線防護囲壁２の得るべき遮蔽特性、特にγ線吸収性、中性子線の吸収と減速によって、相当決定される。中性子線の特に高い吸収および減速に対して、放射線源（即ち炉心）の最も近くに配置された壁部位２ａを形成するコンクリート２２ａは、まずはその第１の鉱物含有骨材（灰硼鉱）の大きな分量によって、中性子線を吸収するのに適している。
【００５０】
そのために第１コンクリート２２ａは、最少８〜９重量％のセメント、最少４．５〜６．５重量％の水（調合水）、最少７．８重量％からセメントの重量分までの第１の骨材（灰硼鉱）、最少３０〜３５重量％の第２の骨材（鉄あるいは鋼粒子）、最少４０〜５０重量％の鉱物含有の第４の骨材（蛇紋石）を有している。この第１コンクリート２２ａは、第２の骨材（鉄あるいは鋼粒子）の少ない分量に制約されて、γ線を吸収するために二次的にしか適していない。第１コンクリート２２ａは凝結状態において３０００ｋｇ／ｍ3に及ぶ最小かさ密度を有している。
【００５１】
第１コンクリート２２ａの内部における結合を向上させるため且つ結晶水含有量を著しく高めるために、第４の鉱物含有骨材として蛇紋石が利用される。第１コンクリート２２ａの有利な混合に対して、蛇紋石の最少含有量は、３ｍｍまでの第１粒度において１２〜１６重量％であることが分かった。３〜７ｍｍの第２粒度において、その最少含有量は２８〜３４重量％である。主成分として蛇紋石を有するこの第１コンクリート２２ａは、蛇紋石コンクリートと呼ばれ、特に耐圧縮性および耐引張り裂け性を有している。
【００５２】
発生するγ線の大部分を特に良好に遮蔽するために、放射線源から見て第２層として配置された壁部位２ｂは、第１コンクリート２２ａと異なった化学的組成を有する第２コンクリート２２ｂによって形成されている。
【００５３】
第２壁部位２ｂを形成する第２コンクリート２２ｂは、好適には、最少４〜４．５重量％セメント、最少１．５〜２．５重量％の水（調合水）、最少１〜１．５重量％の第１の骨材（灰硼鉱）、最少８５〜８９重量％の第２の骨材（鉄粒子あるいは鋼粒子）、最少４．５〜５重量％の第３の特に金属骨材（重土砂）、および少なくとも１つの最少０．１〜０．１５重量％の補助材を有している。第２コンクリート２２ｂはこの組成によって、特にγ線を大きく遮蔽するのに好適であり、灰硼鉱分によって、放射線源から出る中性子線に対して、第１コンクリート２２ａに比べて少ない吸収性と減速性とを生ずる。
【００５４】
第１の骨材および第２の骨材の粒子構造に起因して、第２コンクリート２２ｂの特に良好な凝結のために、第３の骨材として目的に適って１ｍｍまでの粒度の重土砂が利用されると好ましい。第２コンクリート２２ｂの結合過程従って製造性を改善し速めるために、補助材として、流動材あるいは緩硬剤が利用される。上述の分量のセメント、水、骨材および補助材で形成された第２コンクリート２２ｂは、凝結状態において６０００ｋｇ／ｍ3までのかさ密度を有している。このかさ密度がγ線の特に高い遮蔽を相当決定する。
【００５５】
更に第２コンクリート２２ｂにおける結晶水としての水分の特に高い結合を達成するために、セメントとして特に、アルミン酸塩カルシウムを基礎とするアルミナセメントが利用される。結晶水は中性子線を特に良好に抑制する。灰硼鉱と４１質量％までの酸化ホウ素との混合は、同様に熱中性子の特に良好な吸収を達成する。
【００５６】
放射線防護囲壁２の第１壁部位２ａにおいて、放射線源から出て両放射線通路１に到達しない高速中性子が、特に第１コンクリート２２ａの多量の灰硼鉱によって良好に減速され吸収されるので、この二層構造の配置は特に有利であることが判明している。更にまた、第１コンクリート２２ａを特徴づけるかさ密度に応じて、既に、γ線の大部分の遮蔽が達成される。第２壁部位２ｂにおいては、第１コンクリート２２ａに比べて多量の鋼粒子あるいは鉄粒子によって、主にγ線が遮蔽され、放射線通路１から横に散乱放射によって流出する中性子は、第１の骨材分（灰硼鉱）によって、第１コンクリート２２ａに類似して減速され、吸収される。
【００５７】
放射線源の種類および強さに応じて、他の壁部位２ｃ〜２ｚに、適当に選定されたコンクリート２２ｃ〜２２ｚが詰められる。それぞれの壁部位２ａ〜２ｚに属するコンクリート２２ａ〜２２ｚのそれぞれ選定された原料分量に関係して、これらは特別な遮蔽特性あるいは遮蔽作用を有する。例えば鉄粒子あるいは鋼粒子の分量の変更によって、コンクリート２２ａ〜２２ｚのかさ密度が調整される。更に、灰硼鉱の分量の変更によって、それぞれのコンクリート２２ａ〜２２ｚのホウ素分量が調整される。
【００５８】
更に、放射線防護囲壁２の所定の層あるいは壁部位２ａ〜２ｚに対してコンクリート２２ａ〜２２ｚを利用することによって、放射線源を完全に包囲することができ、従って面倒で複雑な幾何学形状あるいは構造においても、放射線源を特に良好に遮蔽することができる。特にコンクリート２２ａ〜２２ｚは、殻特に外被管１２の中への充填によって、中空室も封鎖することができる。あるいはまた、放射線防護囲壁２の壁部位２ａは、例えばＸ線装置あるいは他の放射線源が存在する部屋あるいは建屋の覆い、壁あるいは床として形成される。
【００５９】
次の表は、上述の２つの極限状態ａ）、ｂ）にとって並びにその際に達成すべき第１コンクリート２２ａ（蛇紋石コンクリート）および第２コンクリート（鋼粒子コンクリート）の遮蔽特性にとって重要である成分に対して特に有利な最少限度および最大限度を表している。両コンクリート２２ａ、２２ｂの特に単純な製造および加工にとって、粒状構成部品のそれぞれの粒度に対する特に有利な所定の最低限度および最高限度が示されている。両混合コンクリートを異なった混合比にすることもできる。
【００６０】
放射線防護囲壁２は、コンクリート２２ａ、２２ｂ〜２２ｚのそれぞれの組成によって与えられる特に効果的な放射線遮蔽によって、固有活性化および熱的影響に関して並びに中性子線の吸収と減速およびγ線の遮蔽に関して、特に良好な性能を有する。
【００６１】
従って、放射線防護囲壁２は、放射線源（例えば、原子炉設備の一次回路、研究装置の放射線管）での直接的な採用に特に適している。更にこの放射線防護囲壁２は一方では、例えば壁、床、天井の形で、大きな面積で単層で形成できる。他方では、放射線防護囲壁２は異なった遮蔽性能を有する多数の層あるいは壁部位２ａ〜２ｚで構成できる。更に、放射線防護囲壁２の特別な放射線遮蔽構造によって、作業員の顕著な放射線負荷が防止される。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】  放射線源を直接遮蔽するための放射線防護囲壁の断面図。
【符号の説明】
１    放射線通路
２    放射線防護囲壁
４    容器
６    原子炉ピット
８    原子炉ピット壁
２２ａ  コンクリート
２２ｂ  コンクリート
【図１】
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