(57)【要約】【課題】放射線遮蔽能力が高い放射線遮蔽体及びその形成方法、その放射線遮蔽体を形成するための放射線遮蔽体形成用材料を提供する。【解決手段】屈折率ＮＡを有するマトリックスと、マトリックスの屈折率ＮＡに対して±０．１以上の屈折率ＮＢを有する粒状体とを含有し、マトリックスと粒状体との界面で生じた屈折により放射線エネルギーを減衰させる放射線遮蔽体によって上記課題を解決した。この放射線遮蔽体は、同一又は異なる種類の層の積層構造体でもよいし、１又は２以上の機能層を有してもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率ＮＡを有するマトリックスと、前記マトリックスの屈折率ＮＡに対して±０．１以上の屈折率ＮＢを有する粒状体とを含有し、前記マトリックスと前記粒状体との界面で生じた屈折により放射線エネルギーを減衰させることを特徴とする放射線遮蔽体。
【請求項２】
前記放射線遮蔽体が、前記マトリックスと前記粒状体とを含有する同一又は異なる種類の層の積層構造体である、請求項１に記載の放射線遮蔽体。
【請求項３】
前記放射線遮蔽体が、１又は２以上の機能層を有する、請求項１又は２に記載の放射線遮蔽体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線遮蔽体を形成するための放射線遮蔽体形成用材料であって、前記放射線遮蔽体を構成するマトリックスの形成材料と、粒状体の形成材料とを含有することを特徴とする放射線遮蔽体形成用材料。
【請求項５】
マトリックスの形成材料と粒状体の形成材料とを含有する放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程と、準備した前記放射線遮蔽体形成用材料を用いて放射線遮蔽体を形成する工程と、を有することを特徴とする放射線遮蔽体の形成方法。
【請求項６】
前記放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程と、前記放射線遮蔽体を形成する工程との間に、放射性物質を含む対象物に前記放射線遮蔽体形成用材料を接触させる工程を有する、請求項５に記載の放射線遮蔽体の形成方法。
【請求項７】
前記放射線遮蔽体を形成する工程の後に、放射性物質を含有する対象物と前記放射線遮蔽体とを接触させる工程を有する、請求項５に記載の放射線遮蔽体の形成方法。
【請求項８】
同一又は異なる種類の放射線遮蔽体形成用材料を用い、前記放射線遮蔽体の形成工程を繰り返して同一又は異なる種類の層の積層構造体を形成する工程を有する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の放射線遮蔽体の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽体、放射線遮蔽体形成用材料及び放射線遮蔽体の形成方法に関する。更に詳しくは、放射線遮蔽能力が高い放射線遮蔽体、その放射線遮蔽体を形成するための放射線遮蔽体形成用材料、及び放射線遮蔽体の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
東北地方太平洋沖地震に伴って発生した原発事故は、環境中に大量の放射性物質を放出するという深刻な事態を招いた。そのため、放出された放射性物質による汚染（放射能汚染ともいう。）が、大気、水質、土壌等の環境で生じている。特に、土壌を汚染した放射性物質の大部分は、土壌中の鉱物に結合した状態で存在していると考えられるので、放射線は、長年に亘りその土壌から放射され続けることになる。その結果、土壌の放射能汚染は、大気の放射能汚染や水質の放射能汚染に比較して、人の健康や生活環境に及ぼす影響が高いと考えられている。したがって、汚染された土壌から放射される放射線の影響は、除染することによって可能な限り早期に低減されなければならない。
【０００３】
汚染された土壌から放射される放射線の影響を低減するための方法（除染方法ともいう。）としては、汚染土壌から放射性物質を除去する除染方法や、汚染土壌から放射される放射線を遮蔽する除染方法等が提案されている。
【０００４】
汚染土壌から放射性物質を除去する除染方法としては、汚染した土壌の表面を汚染されていない土壌に置き換える方法が行われている。この除染方法は、汚染した土壌を数ｃｍ以上剥ぎ取った後に汚染されていない土壌を設けることで、汚染土壌から放射される放射線をある程度低減することができる。しかしながら、この除染方法は、多大な労力と莫大なコストがかかり、しかも、剥ぎ取った汚染土壌は、放射線量が高く且つその量も多いため、汚染土壌の保管場所の確保やその処分方法が課題になっている。
【０００５】
こうした課題を解決するため、放射性物質を除去する新しい技術が提案されている。例えば、特許文献１には、特定組成の金属シアノ錯体と、金属原子を含む酸化物とを混合、複合化処理して得られる金属錯体含有複合体及びそれを用いた放射性セシウム吸着材が提案されている。この技術によれば、容易かつ量産可能な手法で製造が可能であり、かつ堅牢な金属シアノ錯体の複合体が、セシウム吸着体として利用可能であるとされている。また、特許文献２には、ゼオライトに、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、ナトリウム等の無機化合物及び、カチオン、アニオン、ノニオン系有機高分子化合物を加えることによって、ゼオライトのみでは出来なかった架橋、凝集、吸着機能を設ける技術が提案されている。この技術によれば、災害や事故によってセシウム及び重金属類で汚染された排水（廃水）や土壌を効率よく浄化（除染）できるとされている。
【０００６】
一方、汚染土壌から放射される放射線を遮蔽する除染方法としては、通常、汚染土壌を厚い鉄筋コンクリートや高密度金属（例えば鉛等）等の遮蔽物で覆う方法が行われている。しかしながら、この除染方法では、これら遮蔽物が重厚であり、容易に施工することができない。しかも、高密度金属である鉛等は、環境に悪影響を及ぼすことが指摘されている。
【０００７】
なお、特許文献３には、ナノサイズの中空部を有するチューブ状のナノカーボン材料を含む放射線遮蔽材を使用する技術が提案されている。この技術によれば、取扱い性に優れ且つ効率的に遮蔽できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２５０９０４号公報
【特許文献２】特開２０１３−３１３０号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／１５３７７２号
【特許文献４】特開２００２−３１６８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１，２に記載された技術は、セシウム等の吸着材と汚染土壌とを特定の薬剤で処理する必要があるとともに、使用後の吸着材は放射性物質を高濃度に含む。そのため、薬剤や使用後の吸着材の取扱いが煩雑である。また、いずれの技術も吸着材のコストが高く、さらに、特定の薬剤で土壌を処理する必要があるので、その薬剤が自然環境に与える影響は明らかでない。
【００１０】
特許文献３に記載された技術は、ナノサイズの中空部を有するカーボンナノチューブが工業材料として使用できるほどの量産技術が確立されていないと考えられる。そのため、その製造コストが高く、多量の放射線遮蔽材を必要とする汚染土壌の除染には適さないと考えられる。また、その放射線遮蔽材の実際の放射線遮蔽能力は明らかでない。
【００１１】
特許文献４には、電気炉酸化スラグ粒状物に対して所定量のシラスバルーン等の水硬性無機粉末と減水剤とを混合した粉末組成物に、水を所定量添加混練し、型枠内に充填養生硬化することにより得られた無機成形物に関する技術が提案されている。この文献には、無機成形物が遮音性に優れることが記載されているが、この無機成形物と放射線の遮蔽性との関係は明らかでない。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、放射線遮蔽能力が高い放射線遮蔽体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、放射線遮蔽能力が高い放射線遮蔽体を形成できる放射線遮蔽体形成用材料を提供すること、また、放射線遮蔽体形成用材料を用いて放射線遮蔽体を形成する放射線遮蔽体の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、本出願に先立ち、シリカアルミナ中空粒子を含有する除染用水性分散液が、優れた除染能力（放射線遮蔽能力）を有する除染用構造体を形成できることを見出した。そこで、本発明者は、放射線遮蔽能力のさらなる向上等を目指し、この除染用構造体が放射線を遮蔽する原理を追究した。その結果、本発明者は、除染用構造体に含有された成分の屈折率が、放射線を遮蔽するために深く関与することを知見し、本発明を完成させた。
【００１４】
（１）上記課題を解決するための本発明に係る放射線遮蔽体は、屈折率ＮＡを有するマトリックスと、前記マトリックスの屈折率ＮＡに対して±０．１以上の屈折率ＮＢを有する粒状体とを含有し、前記マトリックスと前記粒状体との界面で生じた屈折により放射線エネルギーを減衰させることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、放射線遮蔽体に含まれるマトリックスと粒状体との屈折率差が±０．１以上であるので、放射線遮蔽体を通過する放射線をマトリックスと粒状体との界面で屈折させることができる。その結果、放射線が持つエネルギー（放射線エネルギーともいう。）を効果的に減衰させることができ、放射線遮蔽能力を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る放射線遮蔽体において、前記放射線遮蔽体が、前記マトリックスと前記粒状体とを含有する同一又は異なる種類の層の積層構造体であってもよい。
【００１７】
この発明によれば、放射線遮蔽体がマトリックスと粒状体とを含有する同一又は異なる種類の層の積層構造体であるので、その放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力をより高める等、目的に応じた特性を付与することができる。特に、異なる種類の層の積層構造体は、放射線遮蔽能力を高めつつ強度を高めるようにすることができる。
【００１８】
本発明に係る放射線遮蔽体において、前記放射線遮蔽体が、１又は２以上の機能層を有していてもよい。
【００１９】
この発明によれば、放射線遮蔽体が、例えば耐光性、耐候性、耐加水分解性、防水性、耐衝撃性等の機能層を有するので、放射線遮蔽体に機能を付与することができ、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力を長期間維持することができる。
【００２０】
（２）上記課題を解決するための本発明に係る放射線遮蔽体形成用材料は、上記本発明に係る放射線遮蔽体を形成するための放射線遮蔽体形成用材料であって、前記放射線遮蔽体を構成するマトリックスの形成材料と、粒状体の形成材料とを含有することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、マトリックスの形成材料と粒状体の形成材料とを含有するので、この放射線遮蔽体形成用材料で形成されるマトリックスと粒状体の屈折率差が±０．１以上になる。その結果、それらで構成された放射線遮蔽体を通過する放射線を、マトリックスと粒状体との界面で屈折させることができ、放射線エネルギーを効果的に減衰させて放射線遮蔽能力を高めることができる。
【００２２】
（３）上記課題を解決するための本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法は、マトリックスの形成材料と粒状体の形成材料とを含有する放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程と、準備した前記放射線遮蔽体形成用材料を用いて放射線遮蔽体を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、マトリックスの形成材料と粒状体の形成材料とを含有する放射線遮蔽体形成用材料を用いるので、放射線遮蔽能力が高い放射線遮蔽体を簡単に形成することができる。
【００２４】
本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法において、前記放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程と、前記放射線遮蔽体を形成する工程との間に、放射性物質を含む対象物に前記放射線遮蔽体形成用材料を接触させる工程を有していてもよい。
【００２５】
この発明によれば、放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程と、放射線遮蔽体を形成する工程との間に、放射性物質を含む対象物とに前記放射線遮蔽体形成用材料とを接触させる工程を有するので、放射性物質を含有する対象物の形状に合わせた放射線遮蔽体を効果的に形成することができる。
【００２６】
本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法において、前記放射線遮蔽体を形成する工程の後に、放射性物質を含有する対象物と前記放射線遮蔽体とを接触させる工程を有していてもよい。
【００２７】
この発明によれば、前記放射線遮蔽体を形成する工程の後に、放射性物質を含有する対象物と前記放射線遮蔽体とを接触させる工程を有するので、任意の形状の放射線遮蔽体を予め形成しておくことができる。
【００２８】
本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法において、同一又は異なる種類の放射線遮蔽体形成用材料を用い、前記放射線遮蔽体の形成工程を繰り返して同一又は異なる種類の層の積層構造体を形成する工程を有していてもよい。
【００２９】
この発明によれば、同一又は異なる種類の放射線遮蔽体形成用材料を用い、放射線遮蔽体の形成工程を繰り返して同一又は異なる種類の層の積層構造体を形成する工程を有するので、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力をより高める等、目的に応じた特性を持つ放射線遮蔽体を形成することができる。特に、異なる種類の層の積層構造体は、放射線遮蔽能力を高めつつ強度を高めるようにすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る放射線遮蔽体によれば、放射線エネルギーを効果的に減衰させることができ、放射線遮蔽能力を高めることができる。また、本発明に係る放射線遮蔽体形成用材料によれば、その放射線遮蔽体形成用材料で形成された放射線遮蔽体を通過する放射線を、マトリックスと粒状体との界面で屈折させることができ、放射線エネルギーを効果的に減衰させて放射線遮蔽能力を高めることができる。また、本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法によれば、放射線遮蔽能力が高い放射線遮蔽体を簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る放射線遮蔽体形成用材料（除染用水性分散液）で形成した放射線遮蔽体（除染用構造体）の使用例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明に係る放射線遮蔽体形成用材料（除染用水性分散液）で形成した放射線遮蔽体（除染用構造体）によって、地中に汚染土壌を埋設する一例を示す模式的な断面図である。（Ａ）は放射線遮蔽体（除染用構造体）で埋設した例であり、（Ｂ）は放射線遮蔽体（除染用構造体）と一般土壌とで埋設した例であり、（Ｃ）は放射線遮蔽体（除染用構造体）と一般土壌とで埋設した他の例である。
【図３】図２（Ｃ）の埋設例の具体的な手順の説明図である。
【図４】本発明に係る放射線遮蔽体形成用材料（除染用水性分散液）で形成した放射線遮蔽体（除染用構造体）によって、汚染された盛り土を覆う一例を示す模式的な断面図である。（Ａ）は放射線遮蔽体（除染用構造体）を設けた例であり、（Ｂ）は放射線遮蔽体（除染用構造体）の上に樹脂層をさらに設けた例である。
【図５】本発明に係る放射線遮蔽体形成用材料（除染用水性分散液）で形成した放射線遮蔽体（除染用構造体）によって、汚染土壌から放射させる放射線を遮蔽するための除染方法のフロー図である。
【図６】実験例２−１で形成された放射線遮蔽体（除染用構造体）の破断面の電子顕微鏡写真である。
【図７】実験例２−１で用いたシリカアルミナ中空粒子の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明に係る放射線遮蔽体、放射線遮蔽体形成用材料及び放射線遮蔽体の形成方法について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００３３】
［放射線遮蔽体］
本発明に係る放射線遮蔽体は、屈折率ＮＡを有するマトリックスと、そのマトリックスの屈折率ＮＡに対して±０．１以上の屈折率ＮＢを有する粒状体とを含有し、そのマトリックスと粒状体との界面で生じた屈折により放射線エネルギーを減衰させる。
【００３４】
この放射線遮蔽体は、放射線遮蔽体に含まれるマトリックスと粒状体との屈折率差が±０．１以上である。そのため、放射線遮蔽体は、その放射線遮蔽体中を通過する放射線をマトリックスと粒状体との界面で屈折させることができる。その結果、放射線エネルギーを効果的に減衰させることができ、放射線遮蔽能力を高めることができる。
【００３５】
放射線遮蔽体が放射線遮蔽能力を高めることができる理由は、以下のように考察することができる。一般的に、γ線は、物質を透過し易い性質を有することが知られている。そのため、従来、γ線の影響から防護するための手段としては、鉛等の密度が高い原子を用いてγ線を閉じ込めることにより遮蔽する方法、又は、γ線を放射する放射線源からの距離を遠ざけることにより放射線エネルギーを減少させる方法が効果的であるとされてきた。ところが、近年、Ｄ．Ｈａｂｓらの報告（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，  １０８，１８４８０２（２０１２））によれば、シリコンに対するγ線の屈折率が従来予測された値よりもはるかに高いと考えられる知見が示されている。この現象の理由として、シリコンの屈折率は、空気の屈折率１．０に比較して４．２０と非常に高いので、屈折率に差がある２つの成分の界面でγ線の屈折が生じるのではないかと考えられる。
【００３６】
このような考えのもと、本発明に係る放射線遮蔽体は、含有する２つの材料（マトリックスと粒状体）の界面で放射線の屈折が生じるように、屈折率差の絶対値が０．１以上のマトリックスと粒状体とを含有させた。こうして構成した放射線遮蔽体は、放射線が放射線遮蔽体を通過する際に、放射線遮蔽体中に存在するマトリックスと粒状体との界面で放射線を効果的に屈折させるので、放射線遮蔽体を通過した放射線は、その行路長（放射線が放射線遮蔽体中で通過した総距離）を長くすることができる。その結果、本発明に係る放射線遮蔽体は、放射線を十分に屈折させることができない従来の放射線遮蔽体と比較して、放射線エネルギーをより減衰させることができ、放射線遮蔽能力を高めることができると考えられる。
【００３７】
以下、放射線遮蔽体を構成する各要素について説明する。
【００３８】
（マトリックス）
マトリックスは、放射線遮蔽体を形作る母材（連続相）であり、後述する粒状体の屈折率ＮＢとの差が０．１以上になる屈折率ＮＡを有している。このマトリックスは、有機物であってもよいし、無機物であってもよい。なお、母材とは、放射線遮蔽体を形作る基材となる材料を意味し、連続相とは、後述する分散相となる粒状体の周囲の一部又は全部を囲むように、その材料（母材）が全て繋がって相を形成している状態のことを意味する。
【００３９】
有機物としては、例えば、高分子化合物や低分子化合物等の有機物を挙げることができる。具体的には、オレフィン系樹脂（ＮＡは１．４５〜１．５５程度）、ウレタン系樹脂（ＮＡは１．４５〜１．５５程度）、アクリル系樹脂（ＮＡは１．４５〜１．７５）、ビニル芳香族系樹脂（ＮＡは１．５０〜１．６５程度）、フッ素系樹脂（ＮＡは１．３０〜１．４５程度）、フェノール系樹脂（ＮＡは１．５８〜１．６６程度）、エポキシ系樹脂（ＮＡは１．５５〜１．６１程度）、メラミン系樹脂（ＮＡは１．５５〜１．６５程度）、尿素樹脂（ＮＡは１．５０〜１．６０程度）、ケイ素系樹脂（ＮＡは１．４０〜１．５５程度）、ブチルゴム（ＮＡは１．５０〜１．５３程度）、セルロース（ＮＡは１．４５〜１．６０程度）等の各種の有機物を挙げることができる。これらの有機物は、単独で用いてもよいし、２種以上混合された混合物として用いてもよいし、任意の有機物をブロック状に化学結合等させた化合物として用いてもよい。上記した屈折率ＮＡは代表的な値であり、この値に限定されない。屈折率は、ＪＩＳ  Ｋ  ００６２に準拠して測定した値である（以下同じ。）。
【００４０】
これらの中でも、ウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂等の熱硬化性樹脂又は湿分硬化性樹脂が好ましい。これらの樹脂の１種又は２種以上で形成されるマトリックスは、連続相を形成し易いという利点がある。さらに、熱硬化性樹脂又は湿分硬化性樹脂は、安価であり、汎用性、取り扱い性、成形性等に優れている点でも好ましい。
【００４１】
無機物としては、例えば、金属、合金、金属化合物（金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物等）、セラミック、鉱物、ガラス等を使用できる。これらの無機物は、単独で用いてもよいし、２種以上混合された混合物として用いてもよい。これらの中でも、シリカアルミナ等のセラミック、珪藻土等の鉱物、ガラス等は、汎用性、取り扱い性、成形性等に優れているので好ましい。
【００４２】
マトリックスは、放射線遮蔽体中に上記した有機物や無機物が１種類のみ含有されていてもよいし、２種類以上含有されていてもよい。また、有機物と無機物とを併用してもよい。また、異なる屈折率を有するマトリックスを併用してもよい。
【００４３】
（粒状体）
粒状体は、放射線遮蔽体中に分散相として存在し、前述したマトリックスの屈折率ＮＡとの差が０．１以上になる折率ＮＢを有している。分散相とは、粒状体が１つずつ分散して形成された分散形態、及び、２つ以上の粒状体同士が凝集して１つ又は２つ以上の粒子群が形成された分散形態等も含む。粒状体は、マトリックスとの界面で放射線を屈折させるように作用する。粒状体は、固体、液体又は気体のいずれの状態であってもよいが、固体状態の粒状体や、発泡させた気体状態の粒状体が好ましく用いられる。
【００４４】
固体状態の粒状体としては、先に説明したマトリックスと同様の有機物又は無機物の粒状体を挙げることができる。無機物としては、例えばＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｚｎ等の中から選ばれる１又は２以上を主成分とする酸化物、水酸化物又は炭酸塩等を好ましく挙げることができる。また、充填材として一般的に使用されている無機充填剤や有機充填剤を用いてもよい。中でも、炭酸カルシウム等は、放射線遮蔽能力が高く、安価であり、汎用性、取扱い性等に優れているので好ましい。
【００４５】
粒状体の大きさは特に限定されないが、その平均粒子径は、通常、１０００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは５０μｍ以下である。放射線遮蔽体は、粒状体の平均粒子径が小さい程、粒状体を多く充填（分散）することができるので、放射線遮蔽能力をより高めることができる。また、平均粒子径は、通常、０．０１μｍ以上である。粒状体の形状も特に限定されず、球状、立方体状、棒状、多角形状等のいずれの形状でもよい。また、中実粒子、中空粒子、多孔質状の粒子等であってもよい。なお、中空粒子としては、シラスバルーン（シリカアルミナ中空粒子）又はガラスバルーン（ガラス中空粒子）等を好ましく挙げることができる。
【００４６】
粒状体は、平均粒子径の異なる２以上の粒状体であってもよい。平均粒子径の異なる粒状体を用いて形成された放射線遮蔽体は、マトリックス中に、それらの粒状体を密に充填することができる。その結果、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力をより向上させることができる。
【００４７】
粒状体は、状態（固体、液体、気体）の異なる２以上の粒状体であってもよい。例えば、固体の粒状体と気体（発泡体）の粒状体との組み合わせ、又は、固体の粒状体と液体の粒状体との組み合わせを挙げることができる。こうした組み合わせによって、異なる状態の粒状体間の界面でも放射線を屈折させることができ、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力をより向上させることができる。
【００４８】
粒状体は、１つの粒状体が２以上の状態を有していてもよい。そうした粒状体としては、例えば中空粒子等を挙げることができる。中空粒子は、通常、殻状の外殻部（固体の粒状体）と、その外殻部の内側に空洞部（気体の粒状体）とを有している。そのため、中空粒子は、マトリックスと外殻部との界面で放射線を屈折でき、さらに、外殻部と空洞部との界面でも放射線を屈折できる。その結果、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力をより向上させることができる。
【００４９】
粒状体は、コアシェル型を有していてもよい。その例としては、有機成分から形成されるコアを無機成分で被覆したもの、無機成分から形成されるコアを有機成分で被覆したもの、無機成分のコアを異なる無機成分で被覆したもの等を挙げることができる。この場合、粒状体中のコアを形成する成分の屈折率とシェルを形成する成分の屈折率とが異なっていることが好ましい。その結果、コアとシェルとの界面で放射線を屈折させることができ、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力をより向上させることができる。
【００５０】
（マトリックスと粒状体との組み合わせ）
マトリックスと粒状体は、マトリックスの屈折率ＮＡと粒状体の屈折率ＮＢとの差が±０．１以上（言い換えれば、屈折率差の絶対値が０．１以上）である。
【００５１】
その組み合わせとしては、例えば、マトリックスが熱硬化性ウレタン樹脂等のような屈折率１．４５程度の熱硬化性樹脂である場合、粒状体としては、炭酸カルシウム（ＮＢは１．５５〜１．６５程度）、炭素（ＮＢは２．０〜２．４程度）等の無機物、含硫黄系樹脂（ＮＢは１．６０〜１．７５程度）等の有機物、空気（ＮＢは１．００）等の気体（発泡体）等を好ましく組み合わせることができる。こうした組み合わせは、この例に限定されない。
【００５２】
また、例えば、マトリックスが屈折率１．６０程度のセラミックである場合、粒状体としては、炭素（ＮＢは２．０〜２．４程度）等の無機物、フッ素系樹脂（ＮＢは１．３０〜１．４５程度）等の有機物、空気（ＮＢは１．００）等の気体（発泡体）等を好ましく組み合わせることができる。こうした組み合わせは、この例に限定されない。
【００５３】
マトリックスと粒状体との含有割合は、特に限定されず、放射線遮蔽体の使用態様、放射性物質を含む対象物から放射される放射線量、放射線エネルギーの大きさ等に応じて設定することができる。その含有割合は、通常、マトリックスと粒状体との合計量１００質量％に対して、マトリックスが１質量％以上、９９質量％以下の範囲内であり、粒状体も１質量％以上、９９質量％以下の範囲内である。また、マトリックスが２０質量％以上、８０質量％以下の範囲内であることが好ましく、粒状体も２０質量％以上、８０質量％以下の範囲内であることが好ましい。マトリックスの含有割合が高くなるにしたがって、マトリックスの性質を放射線遮蔽体に付与することができ、例えば、放射線遮蔽体を強固にすることができる。また、粒状体の含有割合が高くなるにしたがって、マトリックスとの界面が増して屈折の機会が増すので、放射線遮蔽能力を高めることができる。
【００５４】
気体状態の粒状体を使用する場合は、両者を質量比で評価しにくいので、含有割合を放射線遮蔽体内の体積比や破断面の面積比で表すことが好ましい。破断面では、気体状態の粒状体は空孔（発泡状態）として観察できるので、気体状態の粒状体の含有割合は、放射線遮蔽体の破断面全体の面積１００％に対して、粒状体（空孔）の占める面積の割合を求めて表すことができる。通常、破断面全体の面積１００％に対して５％以上であり、好ましくは２５％以上である。なお、こうした破断面の割合は、固体の状態の粒状体又は液体の状態の粒状体に適用してもよい。
【００５５】
マトリックスと粒状体とは、隣り合う２つの粒状体の中心点間距離が粒状体の粒子径に対して、１．５倍以下になるように組み合わせてもよい。この場合、放射線遮蔽体は、粒状体が密に充填（分散）された状態になるので、放射線が屈折し易く、放射線遮蔽能力をより高めることができる。このような状態は、例えば、マトリックスと粒状体との含有割合の調整やマトリックスと粒状体との親和性等を考慮することにより得ることができる。なお、気体状態の粒状体の場合、その粒子径は、気泡径又はマトリックス中に形成された孔径を代用してもよい。
【００５６】
（任意の材料）
放射線遮蔽体には、本発明の効果を阻害しない範囲で、マトリックス及び粒状体以外の任意の材料を含有してもよい。任意の材料としては、例えば、粒状体の屈折率ＮＢに対して±０．１未満の屈折率を有するマトリックスや、マトリックスの屈折率ＮＡに対して±０．１未満の屈折率ＮＢを有する粒状体を挙げることができる。また、溶媒、レべリング剤、紫外線吸収剤、分散剤、界面活性剤、有機充填材、無機充填剤、増粘剤、吸着剤、滑剤、離型剤、硬化触媒、架橋剤、カップリング剤、酸化防止剤、熱安定剤等を挙げることができる。
【００５７】
（放射線遮蔽体の形態）
放射線遮蔽体の形態は、特に限定されず、放射線遮蔽体の使用態様や、対象物から放射される放射線エネルギーの強さ、放射線量等に応じた形態であればよい。具体的には、形状としては、例えば、シート状、層状、円柱状、三角形状、箱型状等を挙げることができ、通常は、シート状や層状で好ましく使用される。厚さは、通常、５ｍｍ以上、３００ｍｍ以下である。
【００５８】
また、放射線遮蔽体は、積層構造体であってもよい。積層構造体は、同一又は異なる種類の層（放射線遮蔽層）を積層して得ることができ、放射線遮蔽能力をより高めることができる。中でも、異なる種類の放射線遮蔽層を積層した放射線遮蔽体は、放射線遮蔽能力を高めつつ、積層された放射線遮蔽層それぞれが持つ異なる性質（例えば強度を高める等）を目的に応じて付与することができる。また、例えば、マトリックスの含有割合が高い第１の放射線遮蔽層と、紫外線吸収剤又は熱安定剤等の添加剤を含有する第２の放射線遮蔽層とを積層した放射線遮蔽体は、第２の放射線遮蔽層によって耐候性、耐光性、耐加水分解性、耐衝撃性等の性質を付与でき、放射線遮蔽体全体の耐久性を向上させることができる。その結果、放射線遮蔽能力を長期間維持することができる。
【００５９】
（機能層）
放射線遮蔽体は、耐久性等を向上させるための１又は２以上の機能性の層（本願では「機能層」という。）を有していてもよい。放射線遮蔽体が機能層を有する場合、放射線遮蔽体の耐久性が向上するので、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力を長期間維持することができる。機能層としては、例えば、耐光性、耐候性、耐加水分解性、防水性、耐衝撃性等の機能を有する層を挙げることができる。その結果、太陽光、風雨雪、温度、放射線、搬送や運搬時の外的負荷による損傷、等による劣化を抑制することができる。
【００６０】
機能層は、その機能が発現できるように設けられていればよく、放射線遮蔽体の一部の面又は全部の面に設けることができる。放射線遮蔽体が複数の放射線遮蔽層で構成されている場合、機能層は、表面、裏面又はその間に任意に設けることができる。機能層は、１層であってもよいし、１又は２種類以上の機能層を積層したものであってもよい。機能層の厚さも特に限定されず、機能層の種類、放射線遮蔽体の使用態様、予定耐用年数等を考慮して設定することができる。その厚さは、通常、０．１μｍ以上、５０ｍｍ以下にすることができる。
【００６１】
機能層は、例えば、樹脂系のコーティング剤又は無機系のコーティング剤等を用いて形成することができる。樹脂系のコーティング剤としては、シリコン樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン等の樹脂系成分を含有するコーティング剤を挙げることができる。無機系のコーティング剤としては、加水分解性シラン、加水分解性チタン、加水分解性ジルコニウム等の加水分解性金属化合物等の無機系成分を含有するコーティング剤を挙げることができる。これらのコーティング剤は、含まれる樹脂系成分自体や無機系成分自体が機能を備えていてもよいし、コーティング剤に含まれる各種添加剤が機能を備えていてもよい。コーティング剤は、市販のコーティング剤であってもよいし、調製したものであってもよい。
【００６２】
（使用方法）
放射線遮蔽体は、通常、放射性物質を含有する対象物から放射される放射線を遮蔽するために使用される。具体的な使用形態としては、例えば、放射性物質を含有する土壌（汚染土壌ともいう。）から照射される放射線を遮蔽するために汚染土壌の上に放射性遮蔽体を敷き詰めるように使用してもよいし、放射線を照射する医療機器等を取り扱う放射線管理室の壁材や床材等として放射線遮蔽体を使用してもよいし、家屋等の建築材として使用してもよいし、中間貯蔵施設や最終処分場等で放射性物質を地中に埋設するための構造体として放射線遮蔽体を使用してもよいし、放射性物質又は放射性物質を含有する対象物を収容する容器として放射性遮蔽体を使用してもよい。その他、精密電子機器のカバー材又は梱包材、列車、車両、飛行機又は船舶の内装材等にも使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【００６３】
［放射線遮蔽体形成用材料］
本発明に係る放射線遮蔽体形成用材料は、先に説明した本発明に係る放射線遮蔽体を形成するための材料であり、その放射線遮蔽体を構成するマトリックスの形成材料と、粒状体の形成材料とを含有する。放射線遮蔽体形成用材料は、マトリックスの形成材料と粒状体の形成材料とを含有するので、この放射線遮蔽体形成用材料で形成されるマトリックスと粒状体との屈折率差が±０．１以上になる。その結果、それらで構成された放射線遮蔽体を通過する放射線を、マトリックスと粒状体との界面で屈折させることができ、放射線エネルギーを効果的に減衰させて放射線遮蔽能力を高めることができる。
【００６４】
放射線遮蔽材形成用材料は、液体状又はペースト状でもよいし、固体状でもよい。液体状又はペースト状の放射線遮蔽体形成用材料は、硬化性材料を含むことが好ましく、固体状の放射線遮蔽体形成用材料は、可塑性材料又は紛体材料を含むことが好ましい。硬化性材料は、熱を加えて硬化反応（架橋反応）することができる材料を好ましく用いてもよいし、大気中の湿分や紫外線等の光線を利用して硬化反応（架橋反応）することができる材料を用いてもよい。可塑性材料は、熱を加えることにより溶融又は軟化することができる材料を好ましく用いることができる。紛体材料は、熱を加えることにより溶融又は焼結することができる材料を好ましく用いてもよいし、圧力を加えて圧縮することができる材料を用いてもよい。なお、硬化性材料は、通常、硬化成分として有機成分を含むが、無機成分を含むものであってもよい。
【００６５】
（マトリックスの形成材料）
マトリックスの形成材料は、放射線遮蔽体の構成要素であるマトリックスを形成するための材料である。マトリックスが有機物で構成される場合、マトリックスの形成材料は、硬化性材料又は可塑性材料を好ましく用いることができる。また、マトリックスが無機物で構成される場合、マトリックスの形成材料は、硬化性材料又は紛体材料を好ましく用いることができる。
【００６６】
硬化性材料としては、硬化反応（架橋反応）させることにより、先に説明したマトリックスを形成することができる各種材料を用いることができる。例えば、フェノール性水酸基を有する成分とアミノ基等を有する成分（硬化性フェノール樹脂ともいう。）、エポキシ基を有する成分とアミノ基又はカルボキシル基等を有する成分（硬化性エポキシ樹脂）、メラミノ基を有する成分と水酸基を有する成分等（硬化性メラミン樹脂ともいう）、尿素成分とアルデヒド成分（硬化性尿素樹脂ともいう）、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分（硬化性アルキド樹脂ともいう。）イソシアネート基を有する成分と水酸基を有する成分（硬化性ウレタン樹脂ともいう。）、等の有機成分の組み合わせを挙げることができる。また、硬化性材料は、有機成分の代わりに、例えば、加水分解性シラン又はそのオリゴマー、加水分解性チタン又はそのオリゴマー、加水分解性ジルコニウム又はそのオリゴマー、アスファルト、セメント等の無機成分を用いてもよい。
【００６７】
硬化性材料は、１液型でも２液型でもよい。いずれにするかは、取扱い性又は保存安定性等を考慮して選ぶことができる。なお、これら成分が、熱で硬化する場合を熱硬化性樹脂といい、湿分で硬化する場合を湿分硬化性樹脂（室温硬化性樹脂）といい、光で硬化する場合を光硬化性樹脂という。例えば、熱で硬化する硬化性ウレタン樹脂は、熱硬化性ウレタン樹脂という。
【００６８】
可塑性材料としては、溶融又は軟化させることにより、先に説明したマトリックスを形成することができる各種材料を用いることができる。例えば、オレフィン系樹脂成分、アクリル系樹脂成分、ビニル芳香族系樹脂成分、ビニルエーテル又はビニルアルコール系樹脂成分、フッ素系樹脂成分、カーボネート系樹脂成分、エステル系樹脂成分、アミド系樹脂成分、エーテル系樹脂成分、天然ゴム成分、ブチルゴム成分、ニトリルゴム成分、セルロース成分等を挙げることができる。可塑性材料の形状は、特に限定されず、取扱い性や成形方法等を考慮して選べばよい。具体的には、例えば、ペレット状又はシート状等を挙げることができる。
【００６９】
紛体材料としては、溶融、焼結又は圧縮させることにより、先に説明したマトリックスを形成することができる材料を用いることができる。例えば、アルミニウム粉末、酸化ケイ素粉末、珪藻土粉末、ガラス粉末等の無機粉末を挙げることができる。
【００７０】
マトリックスの形成材料は、放射線遮蔽体の使用態様や、対象物から放射される放射線エネルギーの強さ、放射線量等に応じて、その種類と配合割合を設定することができる。また。マトリックスの形成材料は、上記した各種の材料を１種類用いてもよいし、２種類以上用いてもよい。
【００７１】
（粒状体の形成材料）
粒状体の形成材料は、放射線遮蔽体の構成要素である粒状体を形成するための材料である。粒状体の形成材料としては、粒状体の状態（固体、液体、気体）に関係なく、先に説明した粒状体と同じ材料を好ましく用いることができる。
【００７２】
気体の粒状体を形成する場合には、その粒状体の形成材料として、化学発泡剤を用いてもよいし、硬化性材料の硬化反応で発生したガスを粒状体の形成材料として用いてもよい。
【００７３】
粒状体の形成材料は、放射線遮蔽体の使用態様等に応じて、その種類と配合割合を設定することができる。また。粒状体の形成材料は、１種類用いてもよいし、２種類以上用いてもよい。
【００７４】
なお、粒状体の形性材料としてシリカアルミナ中空粒子を用いた場合、放射線遮蔽体に含まれるシリカアルミナ中空粒子は、マトリックスの含有割合に応じて、マトリックスとして作用させたり、粒状体として作用させたりすることができる。このように、シリカアルミナ中空粒子は、特異な性質を有しているので、シリカアルミナ中空粒子を含有する放射線遮蔽体を形成するための放射線遮蔽体形成用材料は、その態様が先に説明した放射線遮蔽体形成材料と異なる場合がある。シリカアルミナ中空粒子を含有する態様については、後述の変形例で詳しく説明する。
【００７５】
（任意の材料）
放射線遮蔽体形成用材料は、本発明の効果を阻害しない範囲で任意の材料を含有してもよい。この任意の材料は、上記した「放射線遮蔽体」の「任意の材料」欄で説明したものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００７６】
上記した各種の材料を含む放射線遮蔽体形成用材料は、特に限定されず、放射線遮蔽体形成用材料の状態（固体状、液体状又はペースト状）に適した撹拌方法（撹拌機）、混練方法（混練機）又は混合方法（混合機）を任意に適用して調製することができる。
【００７７】
［放射線遮蔽体の形成方法］
本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法は、先に説明した放射線遮蔽体を形成するための方法である。具体的には、マトリックスの形成材料と粒状体の形成材料とを含有する放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程（放射線遮蔽体形成用材料の準備工程）と、準備した放射線遮蔽体形成用材料を用いて放射線遮蔽体を形成する工程（放射線遮蔽体の形成工程）と、を有する。この方法は、放射線遮蔽能力が高い放射線遮蔽体を公知の方法を適用して簡単に形成することができるので、汎用性が高いという利点がある。
【００７８】
（準備工程）
放射線遮蔽体形成用材料の準備工程は、マトリックスの形成材料と粒状体の形成材料とを含有する放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程である。この工程は、先に説明した放射線遮蔽体形成用材料の調製方法と同様なので、ここではその説明を省略する。
【００７９】
（形性工程）
放射線遮蔽体の形成工程は、準備した放射線遮蔽体形成用材料を用いて放射線遮蔽体を形成する工程である。放射線遮蔽体を形成する条件や手段は、特に限定されず、放射線遮蔽体形成用材料に含まれる材料（硬化性材料、可塑性材料、紛体材料）に応じて適用される。
【００８０】
硬化性材料を含む場合における放射線遮蔽体の形成工程は、熱を加えることにより硬化性材料が硬化反応（架橋反応）する条件を適用すればよい。その条件は、硬化性材料の種類等に応じて設定され、例えば、室温（約２３℃）以上１００℃以下で、２時間以上７２時間以下程度が好ましい。また、大気中の湿分や紫外線等の光線を利用して、硬化性材料を硬化させてもよい。なお、この形成工程では、型枠を用いてもよいし、用いなくてもよい。
【００８１】
可塑性材料を含む場合における放射線遮蔽体の形成工程は、熱を加えることにより可塑性材料が溶融又は軟化する条件を適用すればよい。その条件は、可塑性材料の種類等に応じて設定され、通常、可塑性材料の溶融温度以上又は軟化温度以上、分解温度未満であり、例えば、８０℃以上３００℃以下程度が好ましい。また、この形成工程では、溶融又は軟化した放射線遮蔽体形成用材料を型枠に流し込んで成形することが好ましい。
【００８２】
紛体材料を含む場合における放射線遮蔽体の形成工程は、熱を加えることにより粉末材料が溶融又は焼結する条件を適用すればよい。その条件は、粉末材料の種類等に応じて設定され、例えば、３００℃以上１２００℃以下程度が好ましい。また、この形成工程では、溶融前又は溶融後の放射線遮蔽体形成用材料を型枠に流し込んで成形することが好ましい。このとき、１ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下の圧力条件を適用することができる。なお、放射線遮蔽体形成用材料を溶融させる場合、放射線遮蔽体形成用材料を充填する工程と溶融する工程とは、その順序を入れ替えることもできる。
【００８３】
放射線遮蔽体形成用材料の使用量は、通常、放射線遮蔽体の厚さが５ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の範囲内となるように調整される。放射線遮蔽体の厚さは、放射線遮蔽体の使用態様、対象物から放射される放射線エネルギーの強さ、放射線量等に応じて適宜設定することができる。
【００８４】
（接触工程）
放射性物質を含む対象物と放射線遮蔽体とは、最終的には接触する。両者を接触させるための接触工程は、以下の２とおりで行うことができる。
【００８５】
第１は、放射線遮蔽体形成用材料を準備する工程と、放射線遮蔽体を形成する工程との間に、放射性物質を含む対象物に放射線遮蔽体形成用材料を接触させる接触工程を設ける方法である。この場合、放射性物質を含有する対象物の形状に合わせた放射線遮蔽体を効果的に形成することができるので好ましい。この接触工程は、放射線遮蔽体形成用材料を公知の散布又は塗布等の手段を適用すればよい。例えば、液体散布機を用いる手段、スプレーを用いる手段、スリットコーターを用いる手段等を挙げることができる。
【００８６】
なお、放射性物質を含有する対象物は、例えば、農地や庭等の放射能汚染された土壌、集積された汚染土壌、除染に使用した用具、焼却灰、放射能に汚染された瓦礫、放射性物質を吸着した吸着剤、原子力関連施設から排出された放射性廃棄物、放射線を利用する施設から排出された放射性廃棄物、又はこれらをフレキシブルコンテナバック等の各種容器に収容したもの等を挙げることができる。また、これらに限らず、放射性物質を含有する全ての物品を対象物とすることができる。
【００８７】
第２は、放射線遮蔽体を形成する工程の後に、放射性物質を含有する対象物と前記放射線遮蔽体とを接触させる接触工程を設ける方法である。この場合、任意の形状の放射線遮蔽体を予め形成することができ、汎用性が高い放射線遮蔽体を形成することができるので好ましい。この接触工程は、放射性物質を含有する対象物から放射される放射線を遮蔽できる手段であればよい。例えば、シート状に成形した放射線遮蔽体の上に放射性物質を含有する対象物を堆積させる手段、放射性物質を含有する対象物の上や周囲を任意の形状に成形した放射線遮蔽体で取り囲むように覆う手段等を挙げることができる。
【００８８】
なお、任意の形状の放射線遮蔽体を予め形成する場合、通常、型枠等が利用される。型枠を利用する場合、形成された放射線遮蔽体を型枠から取り外しやすくするために、型枠内に離型剤を塗布する手段、放射線遮蔽体形成用材料に離型剤（内部離型剤）を添加する手段等を適用することが好ましい。
【００８９】
（積層構造体の形成工程）
放射線遮蔽体を積層構造体にする場合は、本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法は、積層構造体の形成工程を含むことが好ましい。積層構造体の形成工程は、同一又は異なる種類の放射線遮蔽体形成用材料を用い、放射線遮蔽体の形成工程を繰り返して同一又は異なる種類の層の積層構造体を形成する工程である。なお、予め形成した２以上の放射線遮蔽体（放射線遮蔽層）を積層させてもよい。この工程では、形成された放射線遮蔽体（放射線遮蔽層）の上にさらに放射線遮蔽体（放射線遮蔽層）を形成するので、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力をより高める等、目的に応じた特性を持つ放射線遮蔽体を形成することができる。特に、異なる種類の層の積層構造体は、放射線遮蔽能力を高めつつ強度を高めるようにすることができる。
【００９０】
なお、積層構造体を構成する放射線遮蔽体（放射線遮蔽層）と放射線遮蔽体（放射線遮蔽層）との間に、プライマー等の接着層を設けてもよい。
【００９１】
（機能層の形成工程）
放射線遮蔽体に機能層を設ける場合には、機能層の形成工程を加える。この工程では、形成された放射線遮蔽体の一部又は全部に機能層を形成するので、放射線遮蔽体の耐久性を向上させることができ、放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力を長期間維持できる。機能層の種類等については、先に説明した機能層と同様なので、その説明を省略する。機能層の形成手段は、各種の塗工方法を適用することができる。例えば、スプレー、バーコーター、スリットコーター、スピンコーター等の公知の塗工方法を適用できる。
【００９２】
なお、本発明に係る放射線遮蔽体の形成方法は、さらに、放射線遮蔽体を切削、研磨、切断等するための加工手段を任意に有していてもよい。その結果、放射性物質を含有する対象物の形状に適した形に加工することができ、より効果的に放射線を遮蔽することができる。
【００９３】
［変形例］
本発明に係る放射線遮蔽体、放射線遮蔽体形成用材料及び放射線遮蔽体の形成方法は、本発明に係る効果を阻害しない限り、先に説明した態様を変形して適用してもよい。以下、変形例として、優れた放射線遮蔽能力を有する粒状体の１つであるシリカアルミナ中空粒子を使用した変形例について説明する。
【００９４】
（シリカアルミナ中空粒子を使用した変形例）
シリカアルミナ中空粒子は、後述の実験例でも示すとおり、優れた放射線遮蔽能力を有する。ただし、シリカアルミナ中空粒子を使用した場合であっても、本発明に係る放射線遮蔽体の形態を形成しないものは、放射線遮蔽能力が低い。なお、本発明の効果を奏する限り、これまで説明した放射線遮蔽体、放射線遮蔽体形成用材料及び放射線遮蔽体の形成方法の一部又は全部と、シリカアルミナ中空粒子を使用した態様の一部又は全部とを、組み合わせて実施してもよい。
【００９５】
シリカアルミナ中空粒子を使用した変形例の目的は、高い放射線遮蔽能力を有する構造体（除染用構造体ともいう。）を形成するための水性分散液（除染用水性分散液ともいう。）を提供することにある。また、水性分散液を用いて形成することができる除染用構造体（放射線遮蔽体）及びその除染用構造体（放射線遮蔽体）を用いた放射線遮蔽方法（除染方法ともいう。）を提供することにある。以下、それぞれの構成と作用について説明する。
【００９６】
（１）水性分散液は、水性媒体と、該水性媒体中に分散する平均粒子径１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子とを有する。
【００９７】
この変形例によれば、水性媒体中に上記平均粒子径のシリカアルミナ中空粒子が分散しているので、その水性分散液を例えば土壌等に容易に散布することができる。そして、散布した水性分散液をその後に乾燥させると、水性分散液に含まれるシリカアルミナ中空粒子は、例えば土壌等の上で固まって緻密な集合物になる。特に上記平均粒子径のシリカアルミナ中空粒子は、その集合物をより緻密にさせるので、集合物は、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体として効果的に機能する。その結果、その除染用構造体を、放射能汚染された土壌等の上に設けることにより、土壌等から放射する放射線を効果的に遮蔽することができる。
【００９８】
水性分散液において、バインダーをさらに含有させてもよい。
【００９９】
この変形例によれば、バインダーをさらに含有するので、バインダーを含有する水性分散液は、その水性分散液を散布して形成された集合物にバインダー機能を付与することができ、集合物を構成するシリカアルミナ中空粒子同士を結着させることができる。その結果、集合物である除染用構造体の寿命をより長くすることができる。
【０１００】
（２）除染用構造体（放射線遮蔽体）は、平均粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子で形成された集合物であるようにしてもよい。
【０１０１】
この変形例によれば、上記平均粒子径のシリカアルミナ中空粒子で形成された集合物であるので、その集合物はシリカアルミナ中空粒子による緻密構造になっており、その集合物は高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体となる。その結果、その除染用構造体を放射能汚染された土壌等の上に設けることにより、土壌等から放射する放射線を効果的に遮蔽することができる。
【０１０２】
除染用構造体（放射線遮蔽体）において、水性媒体と該水性媒体中に分散する平均粒子径１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子とを有する除染用水性分散液を、放射性物質を含有する対象物に散布し、散布した後に乾燥して形成されるように構成してもよい。
【０１０３】
この変形例によれば、対象物からの放射線を効果的に遮蔽可能な除染用構造体を、低コストで容易に形成できる。
【０１０４】
（３）除染方法（放射線遮蔽方法）は、水性媒体と該水性媒体中に分散する平均粒子径１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子とを有する除染用水性分散液を準備する工程と、その水性分散液を、放射性物質を含有する対象物に散布する工程と、散布した後に乾燥して前記シリカアルミナ中空粒子の集合物を形成する工程とを有する。
【０１０５】
この変形例によれば、準備された除染用水性分散液を、放射性物質を含有する対象物に散布し、その後に乾燥して、シリカアルミナ中空粒子の集合物を形成するので、低コストで容易に集合物を形成できる。さらに、形成された集合物は、上記平均粒子径のシリカアルミナ中空粒子で構成されているので、緻密構造となり、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体として効果的に機能することができる。その結果、除染用構造体を、放射能汚染された土壌等の対象物上に設けることにより、土壌等から放射する放射線を効果的に遮蔽することができる。
【０１０６】
除染方法（放射線遮蔽方法）において、形成された除染用構造体上に樹脂層を形成する工程を有してもよい。
【０１０７】
この変形例によれば、除染用構造体上に樹脂層を形成するので、その樹脂層は除染用構造体を覆うように作用する。形成された除染用構造体が、例えば風、雨、雪、太陽光線等の自然の負荷要因に晒された場合であっても、それらの負荷要因による除染用構造体の劣化を抑制することができる。また、搬送や運搬等の人工的な負荷要因によって除染用構造体が損傷等するのを軽減することもできる。その結果、形成された除染用構造体の耐用年数を向上させることができる。
【０１０８】
この変形例に係るシリカアルミナ中空粒子の効果は、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体を形成するための水性分散液を提供することができ、さらに、その水性分散液を用いて形成することができる除染用構造体（放射線遮蔽体）及び除染方法（放射線遮蔽方法）を提供することができる。また、これらの発明は、主原料が自然界に沢山存在するので、低コストであり、環境にも無害である。
【０１０９】
詳しくは、（１）この水性分散液によれば、散布した後に乾燥して得た緻密な集合物は、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体として効果的に機能することができる。その結果、除染用構造体を、放射能汚染された土壌等の対象物上に設けることにより、土壌等から放射する放射線を効果的に遮蔽することができる。（２）また、この除染用構造体（放射線遮蔽体）によれば、シリカアルミナ中空粒子で構成された集合物が緻密構造になっているので、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体（放射線遮蔽体）となる。その結果、その除染用構造体を放射能汚染された土壌等の対象物上に設けることにより、土壌等から放射する放射線を効果的に遮蔽することができる。（３）また、この除染方法（放射線遮蔽方法）によれば、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体（放射線遮蔽体）を既存の安価な設備で、低コストで、容易に形成することができる。
【０１１０】
＜除染用水性分散液＞
シリカアルミナ中空粒子を使用した除染用水性分散液（以下、水性分散液ともいう。）は、シリカアルミナ中空粒子を含有する除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成するために使用するものである。この水性分散液は、水性媒体と、該水性媒体中に分散する平均粒子径１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子とを有する。水性分散液は、さらにバインダーを含有してもよい。
【０１１１】
以下、水性分散液を構成する各要素について説明する。
【０１１２】
（シリカアルミナ中空粒子）
シリカアルミナ中空粒子は、平均粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であり、後述する水性媒体に分散されている。シリカアルミナ中空粒子の種類は、シリカとアルミナを主成分とする鉱物由来の粒子であり、本発明の作用効果を奏することができるものであれば特に限定されず、各種のものを用いることができる。
【０１１３】
シリカアルミナ中空粒子の組成は、シリカ（酸化ケイ素）とアルミナ（酸化アルミニウム）とを主成分とし、通常、任意の副成分を少量含有している。シリカアルミナ中空粒子を構成するシリカとアルミナを合計した含有量は、シリカアルミナ中空粒子全体を１００質量％としたとき、６０質量％以上、９８質量％以下の範囲内であることが好ましく、７０質量％以上、９５質量％以下の範囲内であることがより好ましい。また、シリカアルミナ中空粒子を構成するシリカとアルミナの比率は、シリカとアルミナの合計を１００質量％としたとき、シリカが９８質量％以上、４０質量％以下の範囲内であり、アルミナが２質量％以上、６０質量％以下の範囲内であることが好ましい。
【０１１４】
シリカアルミナ中空粒子に含有される副成分としては、通常の鉱物が含有する元素や化合物等を挙げることができる。例えば、酸化鉄（酸化第二鉄等）、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ルビジウム、酸化ジルコニウム等を挙げることができる。副成分は、シリカアルミナ中空粒子中に少量含有されている。
【０１１５】
シリカアルミナ中空粒子は、粒子の内部が空洞であり、中空粒子又は半中空粒子を含有する。したがって、「中空」とは、外殻部に崩壊のない空洞形状のことであり、「半中空」とは、外殻部の一部が崩壊した空洞形状のことである。下記に詳述するとおり、「中空」又は「半中空」のシリカアルミナ粒子は、その他の形状（例えば、中実粒子等）のシリカアルミナ粒子と比較して、放射線を屈折させる箇所（例えば、外殻部と中空部との界面等）が多数存在しているので、「中空」又は「半中空」の形状は、放射線を遮蔽するために必須の構成である。なお、外殻部の多くが崩壊したものは、すでに空洞の体をなしていないので、ここでいう中空又は半中空には含まない。なお、シリカアルミナ中空粒子で主に構成されている粒子群は、シリカアルミナ中空粒子のほか、本発明の目的の範囲を損なわない範囲で、外殻部が崩壊した粒子又は中実粒子等が含まれていてもよい。
【０１１６】
シリカアルミナ中空粒子の平均粒子径は、１０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲内である。その平均粒子径が１０μｍ未満では、そもそも中空粒子を得ることが困難になり易い。一方、その平均粒子径が５０μｍを超えると、後述する除染用構造体の放射線遮蔽能力が低下する。好ましい平均粒子径は、１５μｍ以上、４０μｍ以下の範囲内であり、後述する除染用構造体（放射線遮蔽体）の放射線遮蔽能力が向上すると共に、除染用構造体（放射線遮蔽体）の強度（外力に対する強さ）が向上するので好ましい。ここで、シリカアルミナ中空粒子の「平均粒子径」は、シリカアルミナ中空粒子を、レーザー回折粒度分布計を用いて測定した値である。
【０１１７】
シリカアルミナ中空粒子は粒子径分布でも特定することができる。シリカアルミナ中空粒子の粒子径分布は、シリカアルミナ中空粒子を密に充填して緻密な集合物とすることができれば、粒子径分布は特に限定されないが、例えば１０％Ｄが１５μｍ以下であり、５０％Ｄが３０μｍ以下であり、９０％Ｄが６０μｍ以下であることが好ましい。好ましい粒子径分布としては、１０％Ｄが８μｍ以上、１２μｍ以下の範囲内であり、５０％Ｄが２０μｍ以上、４０μｍ以下の範囲内であり、９０％Ｄが４５μｍ以上、６０μｍ以下の範囲内である。粒子径分布を好ましい範囲内にすることにより、シリカアルミナ中空粒子をより密に充填でき、緻密な集合物にすることができる。ここで、「粒子径分布」は、「平均粒子径」と同様、シリカアルミナ中空粒子をレーザー回折粒度分布計を用いて測定した値である。なお、シリカアルミナ中空粒子の粒子径分布は、分布が１つの山を持つ単峰性であっても、複数の山を持つ多峰性であっても構わない。
【０１１８】
シリカアルミナ中空粒子は、内部が中空又は半中空なので通常のシリカアルミナの粒子（中実粒子ともいう。）に比較して密度が低い。シリカアルミナ中空粒子の密度は、０．１ｇ／ｃｍ３以上、０．６ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることが好ましく、０．２ｇ／ｃｍ３以上、０．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることがより好ましい。
【０１１９】
シリカアルミナ中空粒子の密度は、除染用構造体（放射線遮蔽体）の材料として知られている鉛の密度（１１．３ｇ／ｃｍ３程度）やコンクリートの密度（２．３ｇ／ｃｍ３程度以上）に比較して顕著に低いことがわかる。シリカアルミナ中空粒子は、軽量であり、その取扱いが容易であるという利点を有する。さらに、シリカアルミナ中空粒子は、上記のように密度が低いので水性媒体中に浮遊し易くなり分散性に優れるという利点も有する。
【０１２０】
以上説明したシリカアルミナ中空粒子は、一般的に定義される粘土の粒子径５μｍ以下に比較してその粒子径が大きいものの、粘土に似た性質を併せ持つ。具体的には、シリカアルミナ中空粒子を適量の水に混ぜた後に乾燥させた場合、シリカアルミナ中空粒子が密に集合して固まる性質がある。この粘土に似た性質は、シリカアルミナ中空粒子が緻密に充填するように振る舞うので、結果として、シリカアルミナ中空粒子が固まって緻密な集合物になり、その集合物は放射線遮蔽能力が高くなると考えられる。また、外殻部が非晶質で丸みを帯びたシリカアルミナ中空粒子は、流動し易く、より密に充填した集合物になり易いので好ましい。さらに、外殻部が多孔壁であるシリカアルミナ中空粒子は、水が浸み込み易く分散性が向上するので好ましい。
【０１２１】
（シリカアルミナ中空粒子の形成方法）
シリカアルミナ中空粒子は、シリカ及びアルミナを主成分とする粉末原料を高温で焼成することにより容易に形成することができる。
【０１２２】
粉末原料としては、例えば、シリカ及びアルミナを主成分とする鉱物、シリカを主成分とする鉱物とアルミナを主成分とする鉱物との混合物、人工シリカとアルミナを含有する鉱物との混合物、人工アルミナとシリカを主成分とする鉱物との混合物、人工シリカと人工アルミナとの混合物、等を挙げることができる。この中でも、シリカ及びアルミナを主成分とする鉱物が好ましい。その例としては、具体的には、白土、ゼオライト、方解石、苦灰石、長石類、高陵石、スメクタイト、モンモリロナイト、セリサイト、イライト、グローコナイト、クロライト、タルク等を挙げることができる。この中でも、白土、ゼオライトが、中空粒子を形成し易く、自然界に大量に存在し、且つ安価なので特に好ましい。
【０１２３】
鉱物は、産出地により、含有する成分、割合、構造が多少異なる。例えば、白土の代表的な産地としては、出雲、鹿児島、福島及び美瑛等を挙げることができる。また、ゼオライトの代表的な産地としては、宇都宮、宮城及び島根等を挙げることができる。これら産出地から得られる鉱物は、全て異なる成分組成からなるので、その物性に合わせて鉱物を選択し、又は異なる産出地の鉱物を混合して使用することができる。
【０１２４】
粉末原料の大きさは特に限定されないが、高温での焼結によって、シリカアルミナ中空粒子の平均粒子径を１０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲内にすることができる大きさであることが望ましい。そのために、焼成前の粉末原料を所定の大きさに押しつぶしたり、篩い分けたりしてもよい。また、焼成後のシリカアルミナ中空粒子を篩い分けして、上記平均粒子径の範囲内になるように分級してもよい。
【０１２５】
焼成は、粉末原料を中空粒子にするための処理である。焼成条件は、粉末原料を中空粒子にすることができる条件であれば特に限定されず、粉末原料の種類等によって任意に設定される。例えば、シリカとアルミナを主成分にする鉱物の場合には、８００℃以上、１４００℃以下の範囲内で、５分以上、２４時間以下の範囲内で焼成することが好ましく、均一な中空粒子の形成し易さと収率の観点からは、１１００℃以上、１３００℃以下の範囲内で、３０分以上、６時間以内の範囲内で焼成することがより好ましい。
【０１２６】
焼成の雰囲気は、大気雰囲気でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気でもよい。また、焼成時の圧力は、所望の中空粒子を形成することができれば特に限定されないが、加圧状態であっても減圧状態であってもよい。焼成装置は、均一に粉末原料を焼成できる装置であれば、その種類や構造は特に限定されない。
【０１２７】
（水性媒体）
水性媒体は、水を含有する水性の媒体であればよく、通常、水を５０質量％以上含有する媒体が用いられる。水性媒体中の水の含有量は、７０質量％以上であることが好ましく、コスト、シリカアルミナ中空粒子の充填性、及び環境安全性の観点からは、８５質量％以上であることがより好ましい。
【０１２８】
水性媒体に含有される水以外の媒体は、特に限定されないが、水性媒体を構成できる有機溶媒等を使用することができる。有機溶媒を使用する際には、毒性、可燃性、環境への影響等を考慮した上で選択することが望ましい。また、後述する除染用構造体に多量の有機溶媒が残らないように、有機溶媒は、１５０℃以下の沸点を有するものが好ましい。なお、水性媒体は、人体や環境への安全性が十分に確認されている液状の有機化合物を有機溶媒の代わりに含有してもよい。
【０１２９】
（配合割合）
水性分散液に含有されるシリカアルミナ中空粒子の配合割合は、水性分散液に分散可能な割合であれば特に限定されないが、例えば、水性分散液１００質量％中、シリカアルミナ中空粒子の配合量は５質量％以上、９５質量％以下の範囲内であることが好ましい。散布し易く、シリカアルミナ中空粒子を密に充填できるという観点からは、２５質量％以上、６０質量％以下の範囲内で配合されていることが好ましい。
【０１３０】
水性分散液に含有される水性媒体の配合割合は、水性分散液中でシリカアルミナ中空粒子の分散状態を維持できる割合であれば特に限定されないが、例えば、水性分散液１００質量％中、水性媒体の配合量は５質量％以上、９５質量％以下の範囲内であることが好ましい。散布し易く、シリカアルミナ中空粒子を密に充填できるという観点からは、３０質量％以上、７０質量％以下の範囲内であることがより好ましい。
【０１３１】
水性分散液中でのシリカアルミナ中空粒子の分散状態は、シリカアルミナ中空粒子の１粒１粒が独立した状態で分散していてもよいし、複数のシリカアルミナ中空粒子が凝集して粒子群を形成した状態で分散していてもよいし、それらの状態が混在して分散していてもよい。また、シリカアルミナ粒子が多少沈殿した状態、又は、水性分散液の上層部と下層部でシリカアルミナ中空粒子の濃度がバラついた状態でもよく、形成される除染用構造体（放射線遮蔽体）の性能は大きく変わらない。
【０１３２】
（バインダー）
水性分散液は、バインダーを含有してもよい。バインダーを含有する水性分散液は、その水性分散液を散布して形成された集合物にバインダー機能を付与することができ、集合物を構成するシリカアルミナ中空粒子同士を結着させることができる。その結果、集合物である除染用構造体（放射線遮蔽体）の寿命をより長くすることができる。
【０１３３】
バインダーは、無機系バインダーであっても有機系バインダーであってもよい。無機系バインダーとしては、シリカゾル、コロイダルシリカ又はチタニアゾルに代表される無機系ポリマー、セメント等の水硬性無機材料、又は石膏等の気硬性無機材料等を挙げることができる。無機系バインダーは、放射線に対する耐性が高く、シリカアルミナ中空粒子との親和性に優れ、且つ環境に無害なので好ましい。その中でも、セメントは、形成した除染用構造体（放射線遮蔽体）にクラックを生じ難くすることができ、除染用構造体（放射線遮蔽体）の強度（外力に対する強さ）をより高めることができ、さらに、除染用構造体（放射線遮蔽体）の放射線遮蔽能力を向上させることができるので、好ましく用いられる。
【０１３４】
有機系バインダーは、放射線による劣化が起こらず、環境に悪影響を及ぼさない材料であればその種類を問わず使用することができる。有機系バインダーとしては、高分子化合物から、オリゴマー又はモノマーまで使用することができる。
【０１３５】
高分子化合物としては、例えば、オレフィン系ポリマー、ビニルエーテル系ポリマー、アクリル系ポリマー、合成ゴム、天然ゴム、その他の付加系ポリマー、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ケイ素系ポリマー、その他の縮合系ポリマー等を挙げることができる。また、オリゴマーとしては、多官能アクリレート、シリケート、ウレタンオリゴマー、上記高分子化合物の繰り返し構造を有するオリゴマー等を挙げることができる。モノマーとしては、アクリル基又はビニル基等の不飽和結合を有する化合物、水酸基等の縮合性の官能基を有する化合物等を挙げることができる。先に説明したマトリックスの形成材料であってもよい。
【０１３６】
特に、オレフィン系ポリマー、アクリル系ポリマー、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ケイ素系ポリマーは、形成した除染用構造体（放射線遮蔽体）の柔軟性、耐薬品性、強度（外力に対する強さ）等を付与できるので、好ましく用いることができる。
【０１３７】
バインダーの含有量は、用いたバインダーの種類によって任意に設定されるので一概に特定できないが、無機系バインダーの代表的な配合量は、水性分散液１００質量％中、０．１質量％以上、３０質量％以下の範囲内であることが好ましく、１０質量％以上、２５質量％以下の範囲内であることがより好ましい。
【０１３８】
また、有機系バインダーの代表的な配合量は、水性分散液１００質量％中、０．１質量％以上、３０質量％以下の範囲内であることが好ましく、５質量％以上、２５質量％以下の範囲内であることがより好ましい。なお、水性分散液にバインダーを配合する場合、バインダーをそのまま配合してもよいし、水性媒体に希釈した溶液として配合してもよいし、エマルジョンの形態で配合してもよい。
【０１３９】
水性分散液は、その効果を阻害しない範囲で、バインダー以外にも各種の添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、シリカアルミナ中空粒子以外の除染機能を有する材料、分散剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、界面活性剤、充填剤、増粘剤、吸着剤、滑剤、硬化触媒、架橋剤、カップリング剤、酸化防止剤、熱安定剤等を挙げることができるが、これらに限定されない。
【０１４０】
（調製方法）
水性分散液は、水性媒体中にシリカアルミナ中空粒子を分散させることができれば、その調製方法は特に限定されない。例えば、シリカアルミナ中空粒子と水性媒体とを混合して撹拌する方法を、代表的な調製方法として例示できる。
【０１４１】
この代表的な調製方法について説明する。シリカアルミナ中空粒子と水性媒体との配合順序は、シリカアルミナ中空粒子に水性媒体を配合してもよいし、水性媒体にシリカアルミナ中空粒子を配合してもよい。また、バインダーや添加剤を配合する場合は、水性分散液に配合してもよいし、事前に水性媒体やシリカアルミナ中空粒子に配合してもよい。なお、バインダーや添加剤は、そのまま配合してもよいし、予め水性媒体で溶解又は分散したものを配合してもよい。撹拌は、撹拌棒を用いて手動で行ってもよいし、撹拌装置を用いて機械的に行ってもよい。
【０１４２】
水性分散液は、特殊な装置を使用することなく、且つ配合順序も任意であるので、容易に調製することができる。なお、混合時に使用する容器は、プラスチック製の容器でもよいし、金属製の容器でもよく、材質を問わず各種容器を使用することができる。
【０１４３】
以上説明したように、本発明に係る水性分散液によれば、水性媒体中に上記平均粒子径のシリカアルミナ中空粒子が分散しているので、その水性分散液を例えば土壌等に容易に散布することができる。そして、散布した水性分散液をその後に乾燥させると、水性分散液に含有されるシリカアルミナ中空粒子は、例えば土壌等の上で固まって緻密な集合物になる。特に上記平均粒子径のシリカアルミナ中空粒子は、その集合物をより緻密にさせるので、集合物は、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体（放射線遮蔽体）として効果的に機能する。その結果、その除染用構造体（放射線遮蔽体）を、放射能汚染された土壌等の上に設けることにより、土壌等から放射する放射線を効果的に遮蔽することができる。
【０１４４】
＜除染用構造体（放射線遮蔽体）＞
除染用構造体（放射線遮蔽体）は、平均粒子径が１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子で形成された集合物であり、放射性物質から放射される放射線の影響を低減させる（除染する）ために用いられる構造体である。なお、「集合物」とは、粒子同士が物理的に可能な限り隙間なく集合した状態を意味する。
【０１４５】
除染用構造体（放射線遮蔽体）は、平均粒子径が１０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子が密に集まった集合物であり、その集合物になってはじめて高い放射線遮蔽能力を発揮する。一方、シリカアルミナ中空粒子をそのまま敷き詰めても、十分な放射線遮蔽能力を発揮しない。また、この除染用構造体（放射線遮蔽体）は、密度が低いシリカアルミナ中空粒子で形成されているので、軽量であるとともに、従来の除染に用いられた構造体に比較して原材料が安価であり、低コスト化を実現できる。
【０１４６】
除染用構造体（放射線遮蔽体）は、平均粒子径が１０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子が密に集まって固まった集合物であれば、その形成方法は特に限定されない。好ましくは、先に説明した水性分散液を散布した後に乾燥させて形成することができるが、この方法に限定されず、それ以外の方法を適用してもよい。なお、水性分散液を構成する各要素については上記したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
【０１４７】
除染用構造体（放射線遮蔽体）の形成方法としては、上記した水性分散液を用いる方法の他、例えば、シリカアルミナ中空粒子を撒いた後に、その上に水性媒体を散布し、最後に水分を除去させる方法であってもよい。
【０１４８】
水分の除去条件は特に限定されないが、例えば、２０℃以上、２００℃以下の範囲内で、１０分以上、１週間程度の範囲内であることが好ましい。水分の除去手段は、自然乾燥でもよいし、加熱機や送風機等の乾燥機を用いた機械乾燥でもよい。
【０１４９】
除染用構造体（放射線遮蔽体）の厚さは特に限定されないが、その厚さが厚いほど放射線遮蔽性能が増すので、厚いことが好ましい。例えば、除染用構造体（放射線遮蔽体）の厚さが、５ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。除染用構造体（放射線遮蔽体）の厚さは、例えば水性分散液の散布量により調整することができる。また、除染用構造体（放射線遮蔽体）の厚さを増すために、多層の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成することもできる。
【０１５０】
除染用構造体（放射線遮蔽体）で遮蔽する放射線とは、放射性核種の崩壊に伴い放出される粒子線（主として、α線、β線、中性子線等）及び電磁波（主として、γ線、エックス線等）の総称である。なお、放射性核種とは、過剰のエネルギーを持ち不安定な状態にある原子核の種類を表す用語であり、天然に存在する天然放射性核種、人工的に作られる人工放射性核種のいずれも含むものである。要するに、放射線を放射する能力がある原子核である。
【０１５１】
従来、重い原子でなければγ線を閉じ込めることができないと考えられていたが、後述の実施例に記載のとおり、本発明に係る除染用構造体は、密度が低いシリカアルミナ中空粒子から形成された集合物であるにもかかわらず、その放射線遮蔽能力は高い。この理由は現時点で明らかでないが、Ｄ．Ｈａｂｓらの報告（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ１０８，１８４８０２（２０１２））によれば、シリコンに対するγ線の屈折率が従来予測された値よりはるかに高いと考えられる知見を示しているので、この知見を考慮して考察した結果、シリカアルミナ中空粒子が緻密に充填された除染用構造体（放射線遮蔽体）は、γ線の屈折率の高さを利用して遮蔽しているのではないかと考えられる。すなわち、除染用構造体（放射線遮蔽体）は、屈折を生じさせる箇所として、除染用構造体（放射線遮蔽体）を構成するシリカアルミナ中空粒子の外殻部と中空部との界面；シリカアルミナ中空粒子の外殻部とシリカアルミナ中空粒子の外殻部との接触部；シリカアルミナ中空粒子とシリカアルミナ中空粒子との隙間；除染用構造体（放射線遮蔽体）と汚染土壌との界面；除染用構造体（放射線遮蔽体）と空気との界面；等が多数存在する。このように、多数の屈折を生じさせる箇所の存在が、除染用構造体（放射線遮蔽体）に高い放射線遮蔽能力を発現させる大きな要因の１つとして考えられる。
【０１５２】
以上説明した除染用構造体（放射線遮蔽体）によれば、シリカアルミナ中空粒子で構成された集合物が緻密構造になっているので、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体（放射線遮蔽体）となる。その結果、その除染用構造体（放射線遮蔽体）を放射能汚染された土壌等の対象物上に設けることにより、土壌等から放射する放射線を効果的に遮蔽することができる。
【０１５３】
＜除染方法（放射線遮蔽方法）＞
除染方法（放射線遮蔽方法）は、放射性物質から放射される放射線の影響を低減させるため（除染）の方法であって、その構成は、水性媒体とその水性媒体中に分散する平均粒子径１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子とを有する水性分散液を準備する工程（準備工程）と、前記水性分散液を、放射性物質を含有する対象物に散布する工程（散布工程）と、散布した後に乾燥して前記シリカアルミナ中空粒子の集合物を形成する工程（集合物形成工程）とを有する。除染方法（放射線遮蔽方法）によれば、高い放射線遮蔽能力を有する除染用構造体（放射線遮蔽体）を既存の安価な設備で、低コストで、容易に形成することができる。
【０１５４】
準備工程は、水性媒体とその水性媒体中に分散する平均粒子径１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内のシリカアルミナ中空粒子とを有する水性分散液を準備する工程である。水性分散液は、先に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
【０１５５】
散布工程は、水性分散液を、放射性物質を含有する対象物に散布する工程である。放射性物質を含有する対象物とは、農地や庭等の放射能汚染された土壌、集積された汚染土壌、除染に使用した用具、焼却灰、放射能に汚染された瓦礫、放射性物質を吸着した吸着剤、原子力関連施設から排出された放射性廃棄物、放射線を利用する施設から排出された放射性廃棄物、又はこれらをフレキシブルコンテナバック等の各種容器に収容したもの等である。
【０１５６】
散布は、放射性物質を含有する対象物に対して、上記した水性分散液を隙間なく散布して堆積させる工程である。隙間が生じていると、そこから放射線が漏れ出るので好ましくない。また、散布した後は静置することが好ましく、シリカアルミナ中空粒子が密な集合物からなる層を形成することができる。散布した後の水性分散液は、混ぜたり揺動したりしないことが好ましい。
【０１５７】
散布量は、形成する除染用構造体（放射線遮蔽体）の厚さを規定するものであり、散布量が多いほど除染用構造体（放射線遮蔽体）は厚くなる。その厚さは、水性分散液に含有されるシリカアルミナ中空粒子の含有割合によっても異なるので、散布量は、水性分散液の配合割合や形成する除染用構造体（放射線遮蔽体）の厚さによって任意に設定される。また、放射性物質を含有する対象物の放射線量又は放射線エネルギーが大きい場合は、除染用構造体（放射線遮蔽体）も厚くする必要があるので、散布量を多くすることが好ましい。散布量は、通常、乾燥後の厚さが５ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の範囲内となるように調整することが好ましい。
【０１５８】
集合物形成工程は、散布した後に乾燥して前記シリカアルミナ中空粒子の集合物を形成する工程である。形成された集合物は、先に説明した除染用構造体（放射線遮蔽体）であるので、ここではその説明を省略する。
【０１５９】
乾燥は、散布した水性分散液から水分を除去する手段であり、乾燥することにより、放射性物質を含有する対象物上に、シリカアルミナ中空粒子が密に充填された集合物層を形成することができる。乾燥は、水分を除去することができればその条件は限定されないが、例えば、２０℃以上、２００℃以下の範囲内で、１０分以上、１週間程度の範囲内で乾燥させることが好ましい。乾燥は、自然乾燥でもよいし、加熱機や送風機等の乾燥機を用いた機械乾燥でもよい。また、対象物の放射線量に応じて、散布や乾燥を繰り返し行って、適切な遮蔽率となるように現場で調整することもできる。
【０１６０】
樹脂層形成工程は、形成した除染用構造体（放射線遮蔽体）の上に樹脂層を形成する工程であり、必要に応じて任意に設けられる。樹脂層は、除染用構造体（放射線遮蔽体）上に形成されるので、その樹脂層は除染用構造体（放射線遮蔽体）を覆うように作用する。形成された除染用構造体（放射線遮蔽体）が、例えば風、雨、雪、太陽光線等の自然の負荷要因に晒された場合であっても、それらの負荷要因による除染用構造体（放射線遮蔽体）の劣化を抑制することができる。また、搬送や運搬等の人工的な負荷要因によって除染用構造体（放射線遮蔽体）が損傷等するのを軽減することもできる。その結果、形成された除染用構造体（放射線遮蔽体）の耐用年数を向上させることができる。
【０１６１】
樹脂層を形成する樹脂は、先に説明した水性分散液に配合できるバインダーと同種のものから選択することができる。例えば、長期保管による劣化に対しては、耐水性、耐熱性及び耐候性に優れた硬化性のバインダーを選択すればよい。
【０１６２】
樹脂層は、水性樹脂溶液又は水性樹脂エマルジョン等の樹脂組成物を除染用構造体（放射線遮蔽体）上に塗布して形成することが好ましい。塗布された樹脂組成物は、上記した乾燥と同じ条件で乾燥され、樹脂層が形成される。なお、乾燥した後の樹脂層には、必要に応じて硬化反応させてもよい。なお、塗布は、均一に塗布できる手段であれば、特に限定されない。
【０１６３】
［各実施形態］
図１〜図５は、シリカアルミナ中空粒子の作用を利用した除染方法（放射線遮蔽方法）の例である。以下の実施形態では、変形例として説明した「除染用構造体」及び「除染用構造体層」を、先に説明した「放射線遮蔽体」に読み替えて表すことができる。また、変形例として説明した「樹脂層」を、先に説明した放射線遮蔽体での「機能層」に読み替えて表すことができる。
【０１６４】
図１は、農地、庭、校庭及び公園等の汚染土壌層１上に、水性分散液を直接散布し、散布した水性分散液から水分を除去することによって層状の除染用構造体（除染用構造体層２という。）を形成した例である。除染用構造体層２を中〜低汚染地域の汚染土壌上に形成することにより、その除染用構造体層２は、効果的に放射線を遮蔽することができる。その結果、汚染土壌の表面を剥ぎ取る等の物理的な除去手段を行わなくても、人体や環境に影響しない程度に除染することができる。また、物理的な除去を行わないので、除去する汚染土壌の量を著しく減少させることができる。そのため、汚染土壌の最大の課題である、汚染土壌の処理又は保管等の問題を解決することができる。
【０１６５】
なお、図１において、放射線遮蔽体を形成する場合、水性分散液の代わりに先に説明した放射線遮蔽体形成用材料を使用することができる。この場合、汚染土壌層１上に、放射線遮蔽体形成用材料を直接散布し、散布した放射線遮蔽体形成用材料を加熱等することによって層状の放射線遮蔽体を形成することができる。
【０１６６】
図２は、仮置き場又は中間貯蔵施設等で、物理的に除去した汚染土壌を地中に埋設又は保管する例である。図２（Ａ）は、容器に収容した汚染土壌３を除染用構造体層２で埋設した例である。まず、容器に収容した汚染土壌３を埋めるための穴を掘り、その穴に容器に収容した汚染土壌３を入れる。次に、容器に収容した汚染土壌３の上から、水性分散液を散布する。最後に、集合物形成工程を経て、除染用構造体層２が形成される。この態様によれば、環境に悪影響を与える鉛等の遮蔽材料を使う必要がなく、鉄筋コンクリート層等のような重厚な設備を設ける必要もないので、既存の設備で容易に除染でき、しかも環境に無害であるという利点がある。なお、土壌を収容する容器は、フレキシブルコンテナバックでもよいし、硬質のコンテナでもよい。容器は、汚染土壌の量に応じて、その材質、形状、容量等が適宜選択される。なお、符号４は、汚染されていない土壌である。
【０１６７】
図２（Ｂ）は、容器に収容した汚染土壌３を除染用構造体層２と一般土壌（汚染されていない土壌層４’）とで埋設した例である。この態様では、図２（Ａ）で説明したのと同様の手順で除染用構造体層２まで形成した後、汚染されていない土壌を除染用構造体層２上に敷き詰め、周囲の土壌に合わせて平にならして、汚染されていない土壌層４’を形成する。この態様によれば、図２（Ａ）の利点と併せて、汚染土壌を埋設した箇所を周囲の環境と調和することができる。また、地表面が、汚染されていない土壌層４’に植樹し、その土地を緑地化することもできるという利点がある。
【０１６８】
図２（Ｃ）は、容器に収容した汚染土壌３を除染用構造体層２と一般土壌（汚染されていない土壌層４’）とで埋設した他の例であり、容器に収納した汚染土壌３の下にも除染用構造体層２’を設けたものである。図２（Ｃ）の態様によれば、容器に収容した汚染土壌３の周囲と下部に除染用構造体層２，２’を設けるので、容器に収容した汚染土壌３の上部方向と下部方向を含む全方向に放射される放射線を遮蔽することができる。
【０１６９】
図３は、図２（Ｃ）の態様の埋設方法の一例である。まず、容器に収容した汚染土壌３を埋めるための穴を掘り、その穴の底に予め除染用構造体層２’を設ける（図３（Ａ））。その後、容器に収容した汚染土壌３を穴に並べ（図３（Ｂ））、その上から除染用水性分散液を散布し、集合物形成工程を経て除染用構造体層２を形成する（図３（Ｃ））。その後、汚染されていない土壌を除染用構造体層２上に敷き詰め、周囲の土壌に合わせて平にならして、汚染されていない土壌層４’を形成する（図３（Ｄ））。
【０１７０】
なお、図２及び図３において、容器に収容した汚染土壌３を放射線遮蔽体で埋設する埋設方法の場合、水性分散液の代わりに先に説明した放射線遮蔽体形成用材料を使用することができる。この場合、容器に収容した汚染土壌３の上から、放射線遮蔽体形成用材料を散布する。散布した放射線遮蔽体形成用材料は、例えば、加熱等の放射線遮蔽体の形成工程を経て、放射線遮蔽体を形成することができる。また、図２（Ｃ）及び図３（Ａ）のように、容器に収納した汚染土壌３の下（穴の底）に放射線遮蔽体を設ける場合も、穴の底に散布した放射線遮蔽体形成用材料を、加熱等の放射線遮蔽体の形成工程を経ることによって、放射線遮蔽体を形成することができる。
【０１７１】
図４は、水性分散液で形成した除染用構造体によって、汚染された盛り土を覆う例である。図４（Ａ）は、汚染土壌の盛り土を覆うように除染用構造体層を設けた例であり、図４（Ｂ）は、その除染用構造体層の上に樹脂層をさらに設けた例である。
【０１７２】
図４（Ａ）は、まず、汚染土壌１を堆積させる場所に、放射性物質を地中に拡散させないためのビニールシート等のシート層７を設ける。設けたシート層７からはみ出さない程度に、そのシート層７上に汚染土壌１を載せる。その後、その汚染土壌１の上に、水性分散液を散布し、乾燥させて除染用構造体層２を形成する。この態様によれば、剥ぎ取る等によって除去した汚染土壌１から放射される放射線を、容易に遮蔽することができる。除染方法は、中間貯蔵施設、最終処分場、仮置き場等に適用できる。また、除染用構造体層２は、一定の力を加えると破砕することができるので、その後の再処理も容易である。
【０１７３】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）で形成した除染用構造体層２の上に、さらに樹脂層９を設けたものである。図４（Ａ）と同様に形成した除染用構造体層２を覆うように、水性樹脂溶液又は水性樹脂エマルジョン溶液を塗布して樹脂層９を形成する。この態様によれば、図４（Ａ）の利点と併せて、樹脂層９が有する耐水性、耐光性等の性質を付与できるので、風、雨、雪、太陽光線等の自然環境による除染用構造体の劣化を軽減することができる。
【０１７４】
なお、図４において、放射線遮蔽体によって、汚染された盛り土を覆う場合、水性分散液の代わりに先に説明した放射線遮蔽体形成用材料を使用することができる。この場合、シート層７上の汚染土壌１の上に、放射線遮蔽体形成用材料を散布し、散布した放射線遮蔽体を加熱等することによって放射線遮蔽体を形成することができる。また、図４（Ｂ）のように、放射線遮蔽体の上に、さらに機能層を設ける場合、形成した放射線遮蔽体を覆うように、先に説明した無機系のコーティング剤又は樹脂系のコーティング剤等を塗布して形成することができる。
【０１７５】
図５は、水性分散液で形成した除染用構造体によって、汚染土壌を遮蔽する方法の例である。まず、処理する場所の上に汚染土壌１を平らに敷き（図５（Ａ））、その汚染土壌１を覆うように水性分散液で形成した除染用構造体２を設け（図５（Ｂ））、その上に再度汚染土壌１を平らに敷く（図５（Ｃ））。これらの工程手順を繰り返して汚染土壌１と除染用構造体２とを層状に交互に設ける（図５（Ｄ））。この態様によれば、汚染土壌１と除染用構造体２とが層状に設けられているので、放射線の遮蔽効果をより一層高めることができる。図５（Ｅ）は、汚染土壌を除染用構造体で覆った構造体１０の例である。
【０１７６】
なお、図５において、放射線遮蔽体によって、汚染土壌を遮蔽する方法の場合、水性分散液の代わりに先に説明した放射線遮蔽体形成用材料を使用することができる。この場合、水性分散液を使用した場合と同様にして、汚染土壌１と放射線遮蔽体とを層状に交互に設けることによって、汚染土壌を放射線遮蔽体で覆った構造体を形成することができる。
【０１７７】
以上説明した除染方法（放射線遮蔽方法）によれば、シリカアルミナ中空粒子を使用した場合、シリカアルミナ中空粒子の平均粒子径を１０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲内に選択したことにより、そのシリカアルミナ中空粒子が粘土に似た性質をもつので、そのシリカアルミナ中空粒子を含有する水性分散液は除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成することができる。形成された除染用構造体（放射線遮蔽体）は、シリカアルミナ中空粒子が緻密に充填した集合物で構成されているので、放射線遮蔽能力が非常に高い。
【０１７８】
また、先に説明したように、屈折率ＮＡを有するマトリックスと、マトリックスの屈折率ＮＡに対して±０．１以上の屈折率ＮＢを有する粒状体とを含有する放射線遮蔽体を使用した場合でも、マトリックスと粒状体との界面で放射線を屈折させることにより放射線エネルギーを減衰させることができるので、放射線遮蔽能力が非常に高い。
【０１７９】
なお、シリカアルミナ中空粒子を含有する水性分散液から形成された除染用構造体（放射線遮蔽体）は、シリカアルミナ中空粒子が緻密に充填した集合物で構成されている。この集合物は、シリカアルミナ中空粒子の外殻部が互いに隣接した状態、すなわち、この隣接した外殻部は実質的に繋がった状態にあるので、連続相を形成している状態にあるといえる。また、シリカアルミナ中空粒子の中空の部分には、空気が存在している。そのため、シリカアルミナ中空粒子を含有する水性分散液から形成された除染用構造体（放射線遮蔽体）は、マトリックス（隣接したシリカアルミナ中空粒子の外殻部）と粒状体（シリカアルミナ中空粒子の中空の部分）とを含有しているといえる。その結果、この除染用構造体（放射線遮蔽体）は、本発明に係る放射線遮蔽体を構成しているものと解することもできる。
【０１８０】
除染方法（放射線遮蔽方法）は、汚染土壌以外にも好ましく適用でき、例えば、除染に使用した用具、焼却灰、放射能に汚染された瓦礫、放射性物質を吸着した吸着剤、原発関連施設から排出された放射性廃棄物、放射線を利用する施設から排出された放射性廃棄物等にも適用できる。また、壁材等の建材、原子力関連施設又は医療用施設の放射線防護材料、精密電子機器のカバー材又は梱包材、列車、車両、飛行機又は船舶の内装材等に対しても適用できる。
【実施例】
【０１８１】
本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【０１８２】
［実験例１］
実験例１では、各種材料を用いて放射線遮蔽体を形成し、形成された放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力を評価した。
【０１８３】
（実験例１−１）
主剤と硬化剤からなる２液型の熱硬化性ウレタン樹脂を準備した。まず、熱硬化性ウレタン樹脂の主剤をステンレス製の容器に投入し、この主剤に対して、主剤と硬化剤との混合比率が質量比で主剤：硬化剤（硬化剤中に、炭酸カルシウムが５５〜６５質量％含有）＝１：２となるように硬化剤を投入し、さらに均一になるまで撹拌することで放射線遮蔽体形成用材料を得た。なお、２液型の熱硬化性ウレタン樹脂は、日新工業株式会社製の「セピロンコートＱ  主剤、硬化剤」（商品名）を用いた。炭酸カルシウムを除いた硬化剤と主剤との質量比は、主剤：硬化剤＝１：０．８４になる。この放射線遮蔽体形成用材料をＰＰ容器（ポリプロピレン容器）に流し込んで、室温（約２３℃）、１２時間の条件で硬化反応させることにより、直径８０ｍｍ×高さ１００ｍｍの円柱状の放射線遮蔽体１を形成した。
【０１８４】
（実験例１−２）
実験例１−１で形成した放射線遮蔽体を、放射線遮蔽体より大きい型枠で囲い、その型枠の中に実験例１−１で使用した放射線遮蔽体形成用材料を流し込んで、室温（約２３℃）、１２時間の条件で硬化反応させることにより、直径８０ｍｍ×高さ２００ｍｍの円柱状の放射線遮蔽体２を形成した。
【０１８５】
（実験例１−３）
平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子１ｋｇをプラスチック容器に入れ、その中にセメント６６６ｇと水１５００ｍＬとを入れ、十分に撹拌して水性分散液を得た。なお、セメントとして太平洋セメント株式会社製の「普通ポルトランドセメント」（商品名）を用いた。この水性分散液を実験例１−１と同様のＰＰ容器に入れ、室温（約２３℃）、１週間程度の環境下で自然乾燥して、放射線遮蔽体３を形成した。
【０１８６】
（対象例１）
厚さ１００ｍｍのコンクリートを対象例として準備した。
【０１８７】
［評価方法と結果］
放射線遮蔽体１〜３及び対象例１の放射線遮蔽率を評価した。放射線遮蔽率は、床から１ｍの高さで、照射線量率標準γ線源と検出器の測定中心との距離を２５ｃｍ離し、その間に放射線遮蔽体を配置した。バックグラウンドの線量率を除いた正味の線量率をそれぞれ１０回測定し、その平均値より放射線遮蔽率を求めた。照射線量率標準γ線源としては、セシウム１３７線源：１０ＭＢｑ（日本アイソトープ協会製、商品名：ＣＳ４５４ＣＥ  線源番号８１０１）を用いた。この照射線量率標準γ線源の線量率は、１５．１±０．１μＳｖ／時であった。検出器としてシンチレーションサーベイメータ（日立アロカメディカル株式会社製、商品名：ＴＣＳ−１７２Ｂ）を用いた。バックグラウンドの線量率は、照射線量率標準γ線源及び放射線遮蔽体を配置しない状態で、床から１ｍの高さの空間の線量率を上記したシンチレーションサーベイメータを用いて測定した。測定されたバックグラウンドの線量率は、０．０４μＳｖ／時であった。放射線遮蔽率は、（１−試料有／試料無）×１００により求めた。
【０１８８】
その結果、放射線遮蔽体１の放射線遮蔽率は４９．３％であり、放射線遮蔽体２の放射線遮蔽率は７５.０％であり、放射線遮蔽体３の放射線遮蔽率は４０．９％であった。対して、対象例１の放射線遮蔽率は３６．４％であった。
【０１８９】
（比較実験例１−１）
実験例１−１において、「セピロンコートＱ」（商品名）の代わりに、硬化剤に炭酸カルシウムを含有しない２液型の熱硬化性ウレタン樹脂を用いた。それ以外は、実験例１−１と同様にして、放射線遮蔽体を形成した。なお、硬化剤に炭酸カルシウムを含有しない２液型の熱硬化性ウレタン樹脂として、ウレタン技研工業株式会社の「セフロック６０  主剤、硬化剤」（商品名）を用いた。主剤と硬化剤との質量比は、実験例１−１と同様、主剤：硬化剤＝１：０．８４とした。
【０１９０】
（比較実験例１−２）
比較実験例１−１において、硬化剤の中に、２液型の熱硬化性ウレタン樹脂との屈折率差が０．１未満であるシリカ粒子を、実験例１−１の炭酸カルシウムの含有量と同程度の含有量なるように添加した。それ以外は、比較実験例１−１と同様にして、放射線遮蔽体を形成した。
【０１９１】
（比較実験例１−３）
実験例１−２において、平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子を用いなかった以外は、実験例１−２と同様にして、放射線遮蔽体を形成した。
【０１９２】
（結果）
比較実験例１−１〜１−３で形成した放射線遮蔽体の放射線遮蔽率は、いずれも、対象例１として準備したコンクリートの放射線遮蔽率と同程度か、それ以下であった。
【０１９３】
［実験例２］
実験例２では、主としてシリカアルミナ中空粒子を用いて放射線遮蔽体を形成し、形成された放射線遮蔽体の放射線遮蔽能力を評価した。
【０１９４】
（実験例２−１）
平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子１ｋｇをプラスチック容器に入れ、その中に水１ｋｇを注ぎ、十分に撹拌して水性分散液を得た。次に、水性分散液を汚染土壌の上に散布し、常温（約２３℃）、１時間程度の環境下で自然乾燥して、層状の除染用構造体を形成した。形成した除染用構造体（放射線遮蔽体）の破断面の電子に示す。
【０１９５】
汚染土壌は、表面の線量が７８４．２ｃｐｍ（β線）及び１．５μＳｖ／ｈ（γ線）であった。シリカアルミナ中空粒子は、成分としてシリカ（酸化ケイ素）７３．９質量％、アルミナ（酸化アルミニウム）１４．０質量％、酸化第二鉄１．６質量％、酸化ナトリウム３．７質量％、酸化カリウム５．４質量％、酸化カルシウム０．８質量％、酸化マグネシウム０．２質量％及びその他の成分０．４質量％を含有するものを用いた。シリカアルミナ中空粒子の粒子径分布は、１０％Ｄが１１．０μｍであり、５０％Ｄが２６．７μｍであり、９０％Ｄが５２．４μｍであった。シリカアルミナ中空粒子の電子顕微鏡写真を図７に示す。
【０１９６】
（実験例２−２）
平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子１ｋｇをプラスチック容器に入れ、その中に水５００ｍＬとケイ酸ナトリウム５００ｍＬとの混合物を注ぎ、十分に撹拌して水性分散液を得た。この水性分散液を実験例２−１と同様に散布、乾燥して、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。汚染土壌及びシリカアルミナ中空粒子は実施例１と同じものを用いた。
【０１９７】
（実験例２−３）
平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子１ｋｇをプラスチック容器に入れ、その中にセメント６６６ｇと水１５００ｍＬとを入れ、十分に撹拌して水性分散液を得た。なお、セメントとして太平洋セメント株式会社製の「普通ポルトランドセメント」（商品名）を用いた。この水性分散液を実験例２−１と同様に散布、乾燥して、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。汚染土壌及びシリカアルミナ中空粒子は実施例１と同じものを用いた。
【０１９８】
（実験例２−４）
実験例２−１のシリカアルミナ中空粒子を３３０メッシュの篩を用いて篩い分けし、平均粒子径１３μｍのシリカアルミナ中空粒子を得た。このシリカアルミナ中空粒子を用いて、実験例２−１と同様の組成及び同様の方法で水性分散液を得た。この水性分散液を実施例１と同様に散布、乾燥して、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。汚染土壌及びシリカアルミナ中空粒子は実施例１と同じものを用いた。
【０１９９】
（比較実験例２−１）
実験例２−１において、平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子に代えて、平均粒子径１０μｍのシリカ中空粒子を用いた。それ以外は、実験例２−１と同様にして、層状の除染用構造体を形成した。なお、シリカ中空粒子として日鉄鉱業株式会社から取り寄せた平均粒子径１０μｍ中空粒子であるシリカ中空粒子を用いた。
【０２００】
（比較実験例２−２）
実験例２−１において、平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子に代えて、平均粒子径６３μｍのゼオライト（多孔質）を用いた。それ以外は、実験例２−１と同様にして、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。なお、ゼオライトとして株式会社イズカ製の「イズカライト」（商品名）（規格：６３μｍ以下）を用いた。
【０２０１】
（比較実験例２−３）
実験例２−１において、平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子に代えて、平均粒子径２０μｍの白土（中実）を用いた。それ以外は、実験例２−１と同様にして、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。なお、白土として丸中白土株式会社製の「シルト＃５００」（商品名）を用いた。
【０２０２】
（比較実験例２−４）
実験例２−１において、平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子に代えて、平均粒子径１２μｍの焼成白土（中実）を用いた。それ以外は、実験例２−１と同様にして、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。なお、焼成白土として美瑛白土工業株式会社製の「白土Ａ」（商品名）を用いた。
【０２０３】
（比較実験例２−５）
実験例２−１において、平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子に代えて、平均粒子径６０μｍのシリカアルミナ中空粒子を用いた。それ以外は、実験例２−１と同様にして、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。なお、シリカアルミナ中空粒子として美瑛白土工業株式会社製の「バルーンＢ」（商品名）を用いた。
【０２０４】
［評価方法と結果］
実験例２−１〜２−４及び比較実験例２−１〜２−５で形成した除染用構造体（放射線遮蔽体）について、放射線遮蔽率及び外観を評価した。
【０２０５】
放射線遮蔽率は、汚染土壌又は除染用構造体（放射線遮蔽体）にサーベイメータを接触させて測定した。サーベイメータとしては、日立アロカメディカル株式会社製のＧＭサーベイメータ（ＴＧＳ−１４６Ｂ、β線測定）及びシンチレーションサーベイメータ（ＴＣＳ−１７１Ｂ、γ線測定）を用いた。評価は、汚染土壌の線量に対して９０％以上遮蔽した場合を◎（ランク１）とし、６０％以上９０％未満遮蔽した場合を○（ランク２）とし、４０％以上６０％未満遮蔽した場合を△（ランク３）とし、４０％未満遮蔽した場合を×（ランク４）とした。結果を表１に示した。
【０２０６】
外観は、形成した除染用構造体を目視観察した。評価は、除染用構造体が固まるとともにクラックがない場合を○（ランク１）とし、除染用構造体（放射線遮蔽体）は固まったがクラックがある場合を△（ランク２）とし、除染用構造体（放射線遮蔽体）が固まらない場合を×（ランク３）とした。結果を表１に示す。
【０２０７】
なお、用いた粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（株式会社島津製作所製、型名：ＳＡＬＤ−３１００）を用い、平均粒子径と粒子径分布を測定した。また、シリカアルミナ中空粒子の成分分析は、高感度エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（日本電子株式会社製、型名：ＪＳＸ−３２０２ＥＶ）を用いて測定した。
【０２０８】
表１に示したように、実験例２−１〜２−４の除染用構造体（放射線遮蔽体）は、クラックがなく、放射線遮蔽率が優れていた。一方、比較実験例２−１及び２−５の材料は、固まったがクラックが生じ、放射線遮蔽率も低かった。比較実験例２−２〜２−４は、固まらず、放射線遮蔽率も低かった。
【０２０９】
【表１】
2014194405.tif 000003
【０２１０】
［実験例３］
平均粒子径２５μｍのシリカアルミナ中空粒子１ｋｇをプラスチック容器に入れ、その中にセメント６６６ｇと水１５００ｍＬとを入れ、十分に撹拌して水性分散液を得た。空のプラスチック容器に、所定の厚さとなるよう水性分散液を注入し、室温（約２３℃）、１週間程度の環境下で自然乾燥して、層状の除染用構造体（放射線遮蔽体）を形成した。この手順を繰り返し、表２に示すように、厚さが、３５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍの除染用構造体（放射線遮蔽体）を得た。なお、汚染土壌、シリカアルミナ中空粒子及びセメントは、実験例２−３と同じである。
【０２１１】
［従来例１］
従来例として、厚さが１３ｍｍ、１８ｍｍ、３７ｍｍの鉛を除染用構造体（放射線遮蔽体）として準備した。
【０２１２】
［評価方法と結果］
実験例３と従来例１の除染用構造体（放射線遮蔽体）について、γ線遮蔽率を測定した。γ線遮蔽率は、標準線源としてＣｓ−１３７（９０００Ｂｑ）を利用し、日立アロカメディカル株式会社製のシンチレーションサーベイメータ（ＴＣＳ−１７１Ｂ、γ線測定）を用いて測定した。測定の際、標準線源とシンチレーションサーベイメータとの間に除染用構造体（放射線遮蔽体）を密着させて測定した。結果を表２に示す。
【０２１３】
表２に示したように、同一の放射線遮蔽率の場合、実験例３の除染用構造体（放射線遮蔽体）の厚さは、従来例１の鉛の厚さの３倍弱であった。なお、同一の遮蔽率の場合、コンクリートの厚さは、鉛の厚さの５倍以上要することが知られていることから、本発明に係る除染用構造体（放射線遮蔽体）の遮蔽率は、コンクリートの放射線遮蔽率よりも優れていることがわかった。
【０２１４】
【表２】
2014194405.tif 000004
【符号の説明】
【０２１５】
１  汚染土壌層
２  除染用構造体層
２’  除染用構造体層
３  容器に収容した汚染土壌
４  汚染されていない土壌
４’  汚染されていない土壌層
７  シート層
９  樹脂層
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  汚染土壌を除染用構造体で覆った構造体
１１  放射線
【図１】
2014194405.tif 000005
【図２】
2014194405.tif 000006
【図３】
2014194405.tif 000007
【図４】
2014194405.tif 000008
【図５】
2014194405.tif 000009
【図６】
2014194405.tif 000010
【図７】
2014194405.tif 000011