(57)【要約】  【課題】  電磁波型の放射線と中性子線とを同時に遮蔽でき、かつ広範な遮蔽対象に適用可能とする。  【解決手段】  本発明は、ホウ素若しくはホウ素含有化合物１１と、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、フタル酸樹脂系若しくは塩化ゴム系から選択される１以上の展色剤とを含有する中性子線遮蔽用塗料から形成される第一塗膜１０と、鉄、タングステン、鉄含有化合物およびタングステン含有化合物から選択される１以上の金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物２１と、上記１以上の展色剤とを含有するＸ線・γ線遮蔽用塗料から形成される第二塗膜２０とを積層してなる放射線遮蔽材含有塗膜１、および当該塗膜１を形成してなる膜形成体３に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素若しくはホウ素含有化合物と、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、フタル酸樹脂系若しくは塩化ゴム系から選択される１以上の展色剤とを含有する中性子線遮蔽用塗料から形成される第一塗膜と、
鉄、タングステン、鉄含有化合物およびタングステン含有化合物から選択される１以上の金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物と、上記１以上の展色剤とを含有するＸ線・γ線遮蔽用塗料から形成される第二塗膜と、
を積層してなる放射線遮蔽材含有塗膜。
【請求項２】
前記第一塗膜および／または前記第二塗膜は、天然繊維、合成繊維、ガラスウール、炭素繊維、金属繊維、金属ネットの少なくともいずれか１つから成る補強材を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽材含有塗膜。
【請求項３】
前記補強材は、前記第一塗膜および／または前記第二塗膜の膜厚１００〜１０００μｍ毎に１つ備えることを特徴とする請求項２に記載の放射線遮蔽材含有塗膜。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線遮蔽材含有塗膜を、シート、容器または建造物に代表される被膜対象の表側の面および／または裏側の面に形成してなる膜形成体。
【請求項５】
前記被膜対象は核廃棄物用のコンテナであることを特徴とする請求項４に記載の膜形成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽材含有塗膜および当該塗膜を形成してなる膜形成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
α線、β線、γ線、Ｘ線、中性子線は、良く知られた放射線である。荷電粒子の形態をとるα線は紙程度の材料で、同形態のβ線はアルミニウム箔などの薄い金属材料で、Ｘ線やγ線といった電磁波型の放射線はタングステン、鉛、鉄等の高密度でかつ厚い板材で、それぞれ遮蔽できることが知られている。一方、中性子は、電気的に中性であるために物質中を進行する能力に優れているが、水素をその構成元素とする水や、ホウ素、ガドリニウム等を含む材料にて効果的に遮蔽することができる。このような各種放射線の特性を考慮し、従来から、γ線やＸ線などを遮蔽するために、固くて重い鉛、タングステン、鉄などの金属が主に使用されている。また、中性子線の遮蔽には、ホウ酸やホウ酸塩などを含有する水溶液や材料が主に使用されている。例えば、中空状金属ケーシング内に、ホウ素含有物の流動物とその中に混入させた金属酸化物とを充填して固化状態とした放射線遮蔽材が知られている。この遮蔽材は、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｂ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｆｅ２Ｏ３等を用いており、ボロンや水素によって主として中性子線を遮蔽し、かつケーシング及びその中の金属等によってγ線を遮蔽することができる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、中性子線の遮蔽に優れた熱硬化性樹脂に、γ線やＸ線の遮蔽に優れた酸化鉛、酸化タングステン等の高密度無機物質を混合し、密度２．０以上に硬化成形することにより、高密度でありながら、高い水素原子密度を持ち、γ線、Ｘ線、中性子線を効果的に同時遮蔽可能な成形品を得る方法も知られている（例えば、特許文献２を参照）。これらの原料に水素吸蔵合金を添加し、更に中性子線遮蔽性能を増強し、成形品密度を高めることで、各遮蔽性能を向上させている。
【０００４】
さらに、熱中性子捕獲断面積の大きなガドリニウム、その酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物、酸窒化物、酸ホウ化物、炭酸化物、窒ホウ化物、炭窒化物、炭ホウ化物、炭酸窒化物、酸ホウ窒化物、酸ホウ窒炭化物、またはこれらの複合化物若しくは混合物の少なくとも一種と、タングステンとを含有し、鉄等の結合材を配合組成して、焼結した放射線遮蔽材も知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００５】
鉛の有害性に鑑みて、鉛の代替材料の一つにタングステンやその合金の粉末とエラストマーとを加温混練した複合材料をシート成形した高密度のタングステン含有シートも知られており、商品化されている。また、ゼオライトをセルロース繊維内部で高密度に結晶化させた高密度ゼオライト含有ファイバーを熱可塑性エラストマーに分散させ、シート成形した放射線遮蔽シートも商品化されている。また、シリコーンゴムに酸化ガドリニウム粉末または炭化ホウ素を添加したシリコーンゴム系中性子線遮蔽材や、高密度ポリエチレン樹脂またはシリコーンゴムに酸化ホウ素１０ｗｔ％をそれぞれ添加したポリエチレン系中性子線遮蔽材またはシリコーンゴム系γ線遮蔽材も商品化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−１４２３９２号公報
【特許文献２】特開平０６−１８０３８９号公報
【特許文献３】特開２００８−００８６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の従来からの公知の遮蔽材や遮蔽方法には、次のような問題がある。特許文献１〜３に開示される材料、すなわち複数種の放射線を同時に遮蔽するために各放射線の遮蔽材を混合させた成形体は、確かに、複数種の放射線を同時に遮蔽可能であるという長所を有する。しかし、かかる成形体は、一旦、製造してしまうと、放射線の種類と線量に柔軟に対応して遮蔽することは難しい。また、タングステン含有の繊維や成形体は、電磁波型のＸ線やγ線の遮蔽には効果的であるが、中性子線の遮蔽には適していない。また、成形体、繊維あるいはシート中に放射線を遮蔽する物質を分散したものを製造しても、特定の用途に使用できるだけであり、家屋、コンテナ、容器などの種々の形態を持つ対象を放射線から遮蔽、あるいはかかる対象から放射線が漏洩するのを防止するのには適していない。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、電磁波型の放射線と中性子線とを同時に遮蔽でき、かつ広範な遮蔽対象に適用できる遮蔽材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜は、
ホウ素若しくはホウ素含有化合物と、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、フタル酸樹脂系若しくは塩化ゴム系から選択される１以上の展色剤とを含有する中性子線遮蔽用塗料から形成される第一塗膜と；
鉄、タングステン、鉄含有化合物およびタングステン含有化合物から選択される１以上の金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物と、上記１以上の展色剤とを含有するＸ線・γ線遮蔽用塗料から形成される第二塗膜と；
を積層してなる。
【００１０】
本発明の別の形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜は、さらに、第一塗膜および／または第二塗膜に、天然繊維、合成繊維、ガラスウール、炭素繊維、金属繊維、金属ネットの少なくともいずれか１つから成る補強材を備える。
【００１１】
本発明の別の形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜は、さらに、補強材を第一塗膜および／または第二塗膜の膜厚１００〜１０００μｍ毎に１つ備える。
【００１２】
本発明の一形態に係る膜形成体は、上述のいずれかの放射線遮蔽材含有塗膜を、シート、容器または建造物に代表される被膜対象の表側の面および／または裏側の面に形成してなる。
【００１３】
本発明の別の形態に係る膜形成体は、さらに、被膜対象を核廃棄物用のコンテナとする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電磁波型の放射線と中性子線とを同時に遮蔽でき、かつ広範な遮蔽対象に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態に係る膜形成体の縦断面図、その一部Ａおよびそのさらなる一部Ｂの各拡大断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の第二の実施形態に係る膜形成体の縦断面図、その一部Ａおよびそのさらなる一部Ｂの各拡大断面図を示す。
【図３】図３は、図２に示す補強材の平面図および側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明に係る放射線遮蔽材含有塗膜および当該塗膜を形成してなる膜形成体の好適な実施形態について説明する。ただし、放射線遮蔽材含有塗膜については、膜形成体の実施の形態において説明する。
【００１７】
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態に係る膜形成体の縦断面図、その一部Ａおよびそのさらなる一部Ｂの各拡大断面図を示す。
【００１８】
第一の実施形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜１は、被膜対象２の表側の面２ａに形成される。放射線遮蔽材含有塗膜１と被膜対象２は、膜形成体３を構成する。放射線遮蔽材含有塗膜１は、第一塗膜１０と、第二塗膜２０と、を積層して成る。第一塗膜１０は、ホウ素若しくはホウ素含有化合物１１；  およびウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、フタル酸樹脂系若しくは塩化ゴム系から選択される１以上の展色剤；  を含有する中性子線遮蔽用塗料から形成される。第二塗膜２０は、鉄、タングステン、鉄含有化合物およびタングステン含有化合物から選択される１以上の金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物２１と、上記１以上の展色剤とを含有するＸ線・γ線遮蔽用塗料から形成される。第一塗膜１０と第二塗膜２０は、いずれを表側の層としても良い。以下、第一塗膜１０および第二塗膜２０を形成するための塗料、塗膜および被膜対象２について、より詳細に説明する。
【００１９】
Ｉ．塗料
１．中性子線遮蔽用塗料
（１）中性子線遮蔽材
第一塗膜１０を形成するための中性子線遮蔽用塗料に含まれる中性子線遮蔽材は、ホウ素若しくはホウ素含有化合物１１から成る。ホウ素含有化合物は、ホウ素の酸化物、炭化物、窒化物、酸窒化物、炭酸化物、炭窒化物の他、ホウ酸塩を含む。ホウ素若しくはホウ素含有化合物１１は、好ましくは、中性子線遮蔽用塗料１００質量部に対して２〜７０質量部の比率で、中性子線遮蔽用塗料に含有される。ホウ素若しくはホウ素含有化合物１１は、粒状、針状、繊維状、板状のいずれの形態を有していても良い。
【００２０】
（２）展色剤
中性子線遮蔽用塗料に含まれる展色剤は、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、シリコーン樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、フタル酸樹脂系若しくは塩化ゴム系から選択される１または２以上の合成樹脂を含む液状の樹脂である。展色剤は、水系又は有機溶剤系樹脂のいずれでも良く、好ましくは、上記の合成樹脂の微粒子を界面活性剤に代表される乳化剤によって親水化させて水中に分散させたエマルジョンの形態である。展色剤は、好ましくは、中性子線遮蔽用塗料１００質量部に対して９８〜３０質量部の比率で、中性子線遮蔽用塗料に含有される。
【００２１】
ここで、展色剤の分散液中に分散するウレタン樹脂は、イソシアネート基と水酸基を有する化合物が縮合してできるウレタン結合によってモノマーを共重合させたポリマーである。同様に、アクリル樹脂は、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルを重合させたポリマーである。シリコーン樹脂は、分子構造の主骨格をシロキサン結合（Ｏ−Ｓｉ−Ｏ）とし、Ｓｉにアルキル基等の炭化水素基を結合させたポリマーである。酢酸ビニル樹脂は、酢酸ビニルをラジカル重合させて得られるポリマーである。エポキシ樹脂は、高分子内に残存させたエポキシ基によって架橋させたポリマーをいい、最も汎用的には、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンの共重合体に、ポリアミンや酸無水物を硬化剤として用いて硬化させて得られる。フタル酸樹脂は、モノマーであるフタル酸を重合して得られる樹脂である。塩化ゴムは、天然ゴムや合成ゴムを塩素化したものである。
【００２２】
（３）その他
中性子線遮蔽用塗料は、上述の中性子線遮蔽材および展色剤の他に、フィラーを含有しても良い。
【００２３】
２．Ｘ線・γ線遮蔽用塗料
（１）Ｘ線・γ線遮蔽材
第二塗膜２０を形成するためのＸ線・γ線遮蔽用塗料に含まれるＸ線・γ線遮蔽材は、鉄、タングステン、鉄含有化合物およびタングステン含有化合物から選択される１以上の金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物２１から成る。鉄含有化合物またはタングステン含有化合物は、例えば、鉄またはタングステンの酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、炭酸化物、炭窒化物、炭酸窒化物、他の金属との合金またはこれらの複合化物若しくは混合物である。バリウム含有化合物は、例えば、硫酸バリウム、硝酸バリウム、塩化バリウム、酸化バリウム、ヨウ化バリウム、炭酸バリウム等の１または２以上を含む。金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物２１は、好ましくは、Ｘ線・γ線遮蔽用塗料１００質量部に対して３〜７０質量部の比率で、Ｘ線・γ線遮蔽用塗料に含有される。金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物２１は、粒状、針状、繊維状、板状のいずれの形態を有していても良い。
【００２４】
（２）展色剤
展色剤としては、先に説明した中性子線遮蔽用塗料に含まれる展色剤と同種のものを用いることができる。展色剤は、好ましくは、Ｘ線・γ線遮蔽用塗料１００質量部に対して９７〜３０質量部の比率で、Ｘ線・γ線遮蔽用塗料に含有される。
【００２５】
（３）その他
Ｘ線・γ線遮蔽用塗料は、上述のＸ線・γ線遮蔽材および展色剤の他に、フィラーを含有しても良い。
【００２６】
ＩＩ．塗膜
１．第一塗膜
第一塗膜１０は、上述の中性子線遮蔽用塗料から形成される。第一塗膜１０の厚さは、中性子線の強度に応じて増減調整可能である。
【００２７】
２．第二塗膜
第二塗膜２０は、上述のＸ線・γ線遮蔽用塗料から形成される。第二塗膜１０の厚さは、Ｘ線およびγ線の強度に応じて増減調整可能である。
【００２８】
ＩＩＩ．被膜対象
被膜対象２としては、シート、容器または建造物を例示でき、さらに容器としては、核廃棄物用のコンテナをより好適に例示できる。放射線遮蔽材含有塗膜１を核廃棄物用のコンテナに形成する場合、図１に示すようにその表側の面２ａのみに形成する他、その裏側の面２ｂのみ、あるいは表裏の両面２ａ，２ｂに形成することもできる。
【００２９】
＜第二の実施形態＞
図２は、本発明の第二の実施形態に係る膜形成体の縦断面図、その一部Ａおよびそのさらなる一部Ｂの各拡大断面図を示す。図３は、図２に示す補強材の平面図および側面図を示す。
【００３０】
第二の実施形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜１は、被膜対象２の表側の面２ａに形成される。第二の実施形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜１は、第一の実施形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜１と異なり、第二塗膜２０中に、図３に示すような補強材３０を備える。補強材３０は、好ましくは平板形状であるが、平板形状であるか否かを問わない。補強材３０は、好ましくは、天然繊維、合成繊維、ガラスウール、炭素繊維、金属繊維、金属ネットの少なくともいずれか１つから成る。補強材３０は、第二塗膜２０に１つのみを備えても良いが、複数備えることもできる。また、補強材３０は、第二塗膜２０中において、その膜厚１００〜１０００μｍごとに備えるのが好ましい。
【００３１】
補強材３０は、第一塗膜１０のみ、あるいは第一塗膜１０と第二塗膜２０の両層に備えることもできる。補強材３０を第一塗膜１０に備える際にも、補強材３０は、第一塗膜１０に１つのみを備えても良いが、複数備えることもできる。また、補強材３０は、第一塗膜１０中において、その膜厚１００〜１０００μｍごとに備えるのが好ましい。補強材３０を第一塗膜１０および／または第二塗膜２０に備えると、膜を強化することができ、容易に剥離するのを防止できる。
【００３２】
以上のように、各実施形態に係る放射線遮蔽材含有塗膜１を被膜対象２の表面に形成すると、高レベルから低レベルに至るまでの線種と線量に対応して、安価で取扱が容易で、しかも優れた放射線遮蔽性能を発揮させることができる。また、自然界に大量に放出された放射性物質の除染後や濃縮後の放射性物質から放出される放射線遮蔽に際して、輸送用／保管用の容器や材料に当該塗膜１を形成することにより、効果的かつ経済的に、放射線遮蔽性能を発揮させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、外部の放射線からあるいは内部の放射線を遮蔽するのに利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１    放射線遮蔽材含有塗膜
２    被膜対象（一例として、シート、容器、建造物、または核廃棄物用のコンテナ）
２ａ  表側の面
２ｂ  裏側の面
３    膜形成体
１０  第一塗膜
１１  ホウ素若しくはホウ素含有化合物
２０  第二塗膜
２１  金属若しくは金属化合物あるいはバリウム含有化合物
３０  補強材
【図１】
2014044197.tif 000003
【図２】
2014044197.tif 000004
【図３】
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