(57)【要約】【課題】水簡易に設置することができ、γ線、中性子線など目的に応じた放射線を効果的に遮蔽しうる放射線遮蔽壁を提供する。【解決手段】水と石膏とを含む放射線遮蔽材組成物により成形された乾式石膏ブロックを積み重ねて構築された放射線遮蔽壁である。石膏はα石膏であることが好ましく、また、壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロックの合せ面は、壁の表面から裏面に亘って直線面ではないことが好ましい態様である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と石膏とを含む放射線遮蔽材組成物により成形された乾式石膏ブロックを積み重ねて構築された放射線遮蔽壁。
【請求項２】
前記石膏がα石膏である、請求項１に記載の放射線遮蔽壁。
【請求項３】
壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロックの合せ面は、壁の表面から裏面に亘って直線面ではない、請求項１又は請求項２に記載の放射線遮蔽壁。
【請求項４】
壁の厚み方向へ複数の乾式石膏ブロックが積まれ、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面が位置している、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の放射線遮蔽壁。
【請求項５】
前記放射線遮蔽材組成物が、さらにホウ素、ホウ素化合物、ガドリニウム、カドミウム、及びリチウムからなる群より選択される元素又はその同位体の少なくとも１種を含有する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の放射線遮蔽壁。
【請求項６】
前記放射線遮蔽材組成物が、さらに、鉛、タングステン、ビスマス、鉄、酸化鉄、鉄鉱石、磁鉄鉱、赤鉄鉱、重晶石、バリウム、及びバリウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の粒子を含有する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の放射線遮蔽壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線遮蔽壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療現場において、放射線治療が種々行われているが、患者の患部に照射された放射線が、拡散したり、人体を貫通したりして治療施設から漏れ出ることを抑制するために、放射線治療施設は厚いコンクリート壁により区画されており、場合によっては、コンクリート壁と鉄、鉛などの金属板とを組みあわせて放射線を遮蔽している。このため、放射線治療用の装置を交換する場合など、コンクリート壁を取り壊して装置を交換し、再度、コンクリート壁を構築する工事が更に必要となり、取り壊した壁材が放射線に汚染されている場合には、その廃棄にも工数が掛かるという問題がある。
また、原子力発電所や放射線治療装置において事故等が発生し、放射線が漏れ出した場合、コンクリート壁により区画された領域に立ち入ることは困難であり、このため、簡易な方法で構築可能であり、目的とする放射線を効果的に遮蔽する手段が求められている。
【０００３】
放射線のなかでも、γ線は、鉄や鉛板である程度の遮蔽が可能であるが、中性子線については、エネルギー量により挙動が変わることから、効果的な遮蔽が困難であり、有効な遮蔽方法が求められているのが現状である。
γ線を効果的に遮蔽しうる鉛板は高価で取り扱いや廃棄が困難であることから、鉛板を使用せずに、低コストで効果的にγ線を遮蔽するために、鉄板を、複数の硫酸バリウム含有石膏ボード板で挟み込む放射線遮蔽壁が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、中性子線を遮蔽する材料として、カルシウムアルミネート系セメントや半水石膏に、結晶水を含有するボレート骨材を含有してなる遮蔽材が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
さらに、固定壁に代えて枠体を有するブロックを該枠体と支柱とで支持してなる遮蔽壁が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３２２７０公報
【特許文献２】特公昭５８−６７０４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６９８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の遮蔽壁では、所要厚さの鉄板を必要とするため、設置箇所に制限があり、また、中性子線の遮蔽には有効ではないという問題がある。また、特許文献２に記載の遮蔽材は、当該文献に記載されるように、耐水性に劣り、且つ、材料が酸性であるために、鉄筋などの酸性条件下で強度低下を生じやすい支持材を有する用途には使用し難いという問題があった。
特許文献３に記載の遮蔽材は、厚みや高さが適宜調整され、容易に構築できるものの、枠体や支持体といった放射線を遮蔽し難い領域が存在するために、遮蔽性が充分に得られず、設置場所や目的とする放射線遮蔽方向に制限があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、これらの課題を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、簡易に設置することができ、γ線、中性子線など目的に応じた放射線を効果的に遮蔽しうる放射線遮蔽壁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、上記問題に鑑みて鋭意検討した結果、含水率が高く軽量な乾式石膏ブロックを用いることで上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下の構成を有する。
＜１＞    水と石膏とを含む放射線遮蔽材組成物により成形された乾式石膏ブロックを積み重ねて構築された放射線遮蔽壁。
本実施形態の放射線遮蔽壁は、乾式石膏ブロックを積み重ねて構築されるため、コンクリート製の放射線遮蔽壁と比較して施工・解体・移転・変更が容易である。また、石膏は放射化元素を殆ど含まないので、放射線が到達した場合においても放射化し難いため、放射線汚染廃棄物の発生が従来法と比較して低減され、放射化していない乾式石膏ブロックは再利用が可能となるという利点をも有する。
さらに、石膏ボードで放射線遮蔽壁を構築する場合には、石膏ボードを支えるフレームが必要となり、このフレームが放射化する恐れがあるが、乾式石膏ブロックを積み重ねて構築された放射線遮蔽壁は、フレームを必要とせず壁が構成できるので、目的に応じて積み重ねることで遮蔽目的や構築場所の選択肢がより広くなる。
【０００８】
＜２＞  前記石膏がα石膏である、＜１＞に記載の放射線遮蔽壁。
乾式石膏ブロックの形成にα石膏を用いることで、汎用のβ石膏に比較し、含水率、及び、密度がより高いために遮蔽能がより改良され、形成された乾式石膏ブロックはより放射化され難いものとなる。
【０００９】
＜３＞  壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロックの合せ面は、壁の表面から裏面に亘って直線面ではない、＜１＞又は＜２＞に記載の放射線遮蔽壁。
本実施形態によれば、直進性を持っている放射線（特に中性子）が、乾式石膏ブロックの合せ面を貫通し、放射線遮蔽壁の裏側に漏れることを効果的に防止できる。合わせ面が直線面ではないブロックの形状としては、例えば、ブロックの縦断面形状が、菱形、蝶々形、矢印形等が挙げられる。
＜４＞  壁の厚み方向へ複数の乾式石膏ブロックが積まれ、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面が位置している、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の放射線遮蔽壁。
本実施形態によれば、乾式石膏ブロックの端面に沿って直進して、放射線遮蔽壁における乾式石膏ブロックの合わせ面に浸入した放射線が裏面部の乾式石膏ブロック端面で遮蔽され、遮蔽壁の裏面側へ貫通することを抑制し、より高い放射線遮蔽効果が得られる。
【００１０】
＜５＞  前記放射線遮蔽材組成物が、さらにホウ素、ホウ素化合物、ガドリニウム、カドミウム、及びリチウムからなる群より選択される元素又はその同位体の少なくとも１種を含有する、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の放射線遮蔽壁。
石膏と水とを主成分とする放射線遮蔽材組成物に、さらに、ホウ素系化合物などを含有させることで、該組成物を用いて形成された乾式石膏ブロックは、特に中性子線の遮蔽効果がより向上する。
＜６＞  前記放射線遮蔽材組成物が、さらに、鉛、タングステン、ビスマス、鉄、酸化鉄、鉄鉱石、磁鉄鉱、赤鉄鉱、重晶石、バリウム、及びバリウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の粒子を含有する、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の放射線遮蔽壁。
石膏と水とを主成分とする放射線遮蔽材組成物に、さらに、鉛やバリウム系化合物などを含有させることで、該組成物を用いて形成された乾式石膏ブロックは、特にγ線の遮蔽効果がより向上する。
【００１１】
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
＜Ａ＞  石膏と水とを含む放射線遮蔽剤組成物からなる乾式石膏ブロックを乾式石膏ブロック（ａ）とし、石膏と水とホウ素、ホウ素化合物、ガドリニウム、カドミウム、及びリチウムからなる群より選択される元素又はその同位体の少なくとも１種とを含む放射線遮蔽材組成物からなる乾式石膏ブロックを乾式石膏ブロック（ｂ）とし、石膏と水と鉛、タングステン、ビスマス、鉄、酸化鉄、鉄鉱石、磁鉄鉱、赤鉄鉱、重晶石、バリウム、及びバリウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の粒子とを含む放射線遮蔽材組成物からなる乾式石膏ブロックを乾式石膏ブロック（ｃ）とし、乾式石膏ブロック（ａ）、乾式石膏ブロック（ｂ）及び乾式石膏ブロック（ｃ）より選択される少なくとも１種を壁の厚み方向に複数配置して構成された、＜４＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の放射線遮蔽壁。
本実施形態によれば、種々の添加剤を用いた乾式石膏ブロックの積み方を変化させることで、下記＜Ｂ＞〜＜Ｅ＞の態様に示すように、遮蔽対象の放射線毎に最適な放射線遮蔽壁が容易に構築できる。
＜Ｂ＞  前記乾式石膏ブロック（ａ）が壁の厚み方向へ複数積まれてなり、中性子線を遮蔽する、＜Ａ＞に記載の放射線遮蔽壁。
含水率の高い乾式石膏ブロックを壁の厚み方向に複数積むことで、中性子線のより高い遮蔽効果を得ることができる。
＜Ｃ＞  放射線遮蔽壁の放射線入射側に前記乾式石膏ブロック（ａ）が配置され、その裏面に前記乾式石膏ブロック（ｂ）及び前記乾式石膏ブロック（ｃ）の少なくともいずれかが配置してなり、中性子線を遮蔽する＜Ａ＞に記載の放射線遮蔽壁。
放射線の放出される側に放射化され難い乾式石膏ブロックを積み、その背面にホウ素系化合物やバリウム系化合物を含む乾式石膏ブロックを配置することで、中性子線の遮蔽効果がより高くなり、γ線もより高い効率で遮蔽しうる遮蔽壁が形成される。
【００１２】
＜Ｄ＞  放射線遮蔽壁の放射線入射側に前記乾式石膏ブロック（ｂ）が配置され、その裏面に前記乾式石膏ブロック（ｃ）が配置されてなり、中性子線を遮蔽する＜Ａ＞に記載の放射線遮蔽壁。
ホウ素化合物などを含む乾式石膏ブロックとバリウム系化合物などの金属系化合物を含む乾式石膏ブロックとを組み合わせて配置することで、より高い放射線遮蔽効果が得られ、特に、中性子線、高エネルギー素粒子の遮蔽により適した放射線遮蔽壁が構築できる。
＜Ｅ＞  前記乾式石膏ブロック（ｃ）が壁の厚み方向へ複数積まれてなり、γ線を遮蔽する、＜Ａ＞に記載の放射線遮蔽壁。
バリウム系化合物などの金属系化合物を含む乾式石膏ブロックを、複数組み合わせて配置することで、γ線に対するより高い遮蔽効果が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易に設置することができ、γ線、中性子線など目的に応じた放射線を効果的に遮蔽しうる放射線遮蔽壁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）は、本発明に係る乾式石膏ブロックの一態様を示す斜視図であり、図（Ｂ）はその側面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示す乾式石膏ブロックが複数積まれてなる本発明の放射線遮蔽壁の一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図３】（Ａ）は直方体の乾式石膏ブロックが複数積まれてなる本発明の放射線遮蔽壁の一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図４】（Ａ）は側面の合せ面が、壁の表面から裏面に亘って直線面ではない形状を示す乾式石膏ブロックが複数積まれてなる本発明の放射線遮蔽壁の一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図５】（Ａ）は上下の合わせ面が直線面ではない態様を示す乾式石膏ブロックが複数積まれてなる本発明の放射線遮蔽壁の一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）目的に応じた放射線を遮蔽する放射線遮蔽壁における乾式石膏ブロック（ａ）〜乾式石膏ブロック（ｃ）の積み方を示すモデル図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）使用後の石膏ブロックの再利用を想定した放射線遮蔽壁における乾式石膏ブロック（ａ）〜乾式石膏ブロック（ｃ）の積み方を示すモデル図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の放射線遮蔽壁は、水と石膏とを含む放射線遮蔽材組成物により成形された乾式石膏ブロックを積み重ねて構築された遮蔽壁である。
〔乾式石膏ブロック〕
本発明の放射線遮蔽壁〔以下、適宜、「遮蔽壁」と称する〕に使用される乾式石膏ブロック〔以下、適宜、単に「石膏ブロック」と称する〕は、水と石膏とを含む放射線遮蔽材組成物により成形されてなり、好ましくは、壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロック同士の合せ面は、壁の表面から裏面に亘って直線面ではない形状を有する。
なお、本明細書では、遮蔽壁１０の放射線が入射する側の面を遮蔽壁の「表面」と、放射線の入射する面とは反対側の面を「裏面」と、それぞれ称することがある。
図１（Ａ）本発明の放射線遮蔽壁１０に使用される石膏ブロック１２の一態様を表す斜視図及び側面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す石膏ブロック１２の側面図、及び、石膏ブロック１２と組み合わせて使用される、遮蔽壁１０の端面に用いるための１／２サイズの変型石膏ブロック１４を示す側面図である。
図１（Ａ）に示す石膏ブロック１２は、側面図に記載された矢印方向からの放射線を遮蔽する目的で使用され、該石膏ブロック１２の上面、下面は直線面を有しないために、石膏ブロック１２、１４を積み重ねて構築された遮蔽壁１０では、上下面における目地部分（継ぎ目部分）を放射線が貫通することがない。
【００１６】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す石膏ブロック１２、１４を積み重ねて構築された遮蔽壁１０の斜視図であり、図２（Ｂ）は該遮蔽壁１０の側面図である。
図２（Ｂ）に示されるように、側面図に明らかなように、石膏ブロック１２、１４の上下の接合面では継ぎ目において放射線が貫通しない態様となっており、図２（Ａ）に示されるように、壁の厚み方向へ複数の乾式石膏ブロックを積んで形成される場合には、壁の表面側の乾式石膏ブロック１２端面の裏面側に、２列目の乾式石膏ブロック１２の表面が位置するように配置することで、石膏ブロック１２の側面の目地からの放射線の貫通を防止することができる。
【００１７】
乾式石膏ブロックの形状は、図１〜図２に示すものに限定されず、様々な形状とすることができる。以下に、本発明に係る乾式石膏ブロックの変型例を用いて構築された放射線遮蔽壁について、図面を挙げて説明する。
例えば、図３に示す実施形態例の如く、乾式石膏ブロック２２は直方体の形状を有するものであってもよい。図３（Ａ）は、直方体の乾式石膏ブロック２２が複数積まれてなる本発明の放射線遮蔽壁２０の一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）はその側面図である。本実施形態によれば、石膏ブロック２２の上下面及び側面は、壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロックの合せ面が、壁の表面から裏面に亘って直線面ではあるが、これを、壁の厚み方向へ複数列積む場合に、壁の表面側の乾式石膏ブロック２２の側面の裏面側及び上下面の裏面側に、図３(Ａ）に示すように乾式石膏ブロック２２の面が位置するように積むことで、得られた遮蔽壁２０において、合わせ目（目地）部分の放射線の貫通が防止される。
【００１８】
また、図４（Ａ）は、側端面が壁の表面から裏面に亘って直線面ではない形状を示す乾式石膏ブロック３２が複数積まれてなる本発明の放射線遮蔽壁３０の一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）はその斜視図である。図４に示す実施形態例では、壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロック３２の側面の合せ面は、壁の表面から裏面に亘って直線面ではなく、上下の合わせ面は壁の表面から裏面に亘って直線面となる。このような形状の石膏ブロック３２では、両側部の接合面では継ぎ目において放射線が貫通しない態様となっており、壁の厚み方向へ複数列積む場合に、図４（Ｂ）に示すように、放射線遮蔽壁３０の表面側の乾式石膏ブロック３２の上下面の裏面に、乾式石膏ブロック３２の面が位置するように積むことで、上下の目地における放射線の貫通を防止することができる。
【００１９】
図５（Ａ）は、上下面の合わせ面が直線面ではない態様を示す乾式石膏ブロック４２が複数積まれてなる本発明の放射線遮蔽壁４０の一態様を示す斜視図であり、（Ｂ）はその斜視図である。図５に示す実施形態においては、壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロック４２の上下面の合せ面は、壁の表面から裏面に亘って直線面ではなく、側部の合わせ面は壁の表面から裏面に亘って直線面となる。このような形状の石膏ブロック４２では、上下面の合わせ目では、継ぎ目において放射線が貫通しない態様となっており、壁の厚み方向へ複数列積む場合に、壁の側端面の乾式石膏ブロック４２の裏面に、乾式石膏ブロック４２の面が位置するように積むことで、遮蔽壁４０において、目地における放射線の貫通を防止することができる。
図５（Ａ）に用いられる乾式石膏ブロック４２は、図５（Ｂ）の側面図に示す面が上下面となるように積むことも可能であり、その場合には、側面の合せ面は、壁の表面から裏面に亘って直線面ではなく、上下の合わせ面は壁の表面から裏面に亘って直線面となる。この方向で積む場合には、壁の厚み方向へ複数列積む場合に、乾式石膏ブロック４２の上下面の裏面に、乾式石膏ブロック４２の面が位置するように積むことで、目地における放射線の貫通を防止することができる。
【００２０】
このように、乾式石膏ブロックは、本発明の主旨を逸脱しない限りにおいて、目的に応じて種々の形状をとりうる。例えば、石膏ブロックの上下面及び側面の少なくともいずれかが、壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロックの合せ面が、壁の表面から裏面に亘って直線面ではない場合には、直線面ではない面を有する箇所では、１列でも合わせ面（目地）における放射線の貫通を抑制しうる。このため、２列目以降も同じ積み方としてもよい。また、石膏ブロックの上下面及び側面のいずれか、或いは、双方が、壁を正面から見たとき、乾式石膏ブロックの合せ面が、壁の表面から裏面に亘って直線面である場合においても、図３（Ａ）に示すように、２列目以降の積み方を選択することで、目地における放射線の貫通が抑制される。
【００２１】
〔放射線遮蔽材組成物〕
乾式石膏ブロック１２を構成する放射線遮蔽材組成物は、少なくとも水と石膏とを含む。
即ち、放射線、特に遮蔽が困難とされる中性子線は、弾性散乱によるエネルギー吸収により遮蔽することが有効であるために、水素密度の高い材料を用いることが好ましく、そのような観点から、石膏を選択したものである。なお、汎用のコンクリートも含水率は高いものの、成形性、硬化速度が、本発明に係る石膏を主剤とする組成物に比較して劣り、得られたブロックの重量が同じ形状においてはより大きくなり、構築や移動が困難であるため、本発明においては石膏を主剤とする組成物を用いる。
放射線遮蔽材組成物に用いる石膏は、公知の硫酸カルシウムを含有する石膏材料であって、水を含んで速やかに硬化しうる材料であれば、任意に選択して用いることができる。石膏の種類については「石膏石灰ハンドブック  技報堂（１９７２年刊）」に詳細に記載されており、ここに記載の硬化性石膏であればいずれも使用しうる。
石膏の種類としては、水で硬化する半水石膏（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ：三方晶）を好ましく用いることができる。半水石膏としては結晶系の相違により、一般的にはα型半水石膏（α石膏）とβ型半水石膏（β石膏）に分類され、いずれも用いることができる。なかでも、比重が大きく、迅速に硬化し、且つ、硬化物の密度や圧縮強度がより高いという点ではα石膏が好ましい。一方、β石膏は標準混水量が９０％と、α石膏の３５％に対してより高いために、強度を必要としない箇所に使用する場合には、高い中性子線遮蔽効果を有する石膏ブロックとすることが期待できる。強度を必要としない箇所としては、例えば、比較的荷重の掛らない当該放射線遮蔽壁の上部に存する壁などが挙げられ、そのような箇所に好適に使用される。
【００２２】
放射線遮蔽材組成物は、少なくとも石膏と水とを含有するが、組成物中の石膏と水の含有比率は、石膏１００質量部に対して、水が２０質量部〜４０質量部の範囲であることが好ましい。
また、本発明に係る放射線遮蔽材組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、流動性向上のための界面活性剤等の添加剤を必要に応じて併用してもよい。
【００２３】
本発明に係る放射線遮蔽材組成物には、石膏に加えてさらに、各種放射線に対する放射線遮蔽性を向上させる目的で、以下に述べる如き放射線遮蔽能を有する成分を併用することも好ましい態様である。
前記放射線遮蔽材組成物に、さらに、ホウ素、ホウ素化合物、ガドリニウム、カドミウム、及びリチウムからなる群より選択される元素又はその同位体の少なくとも１種の熱中性子吸収断面の大きな元素を含有することで、得られる石膏ブロックの中性子線、特に、熱中性子以下のエネルギーを有する中性子線の遮蔽効率をより向上させることができる。同位体としては、例えば、ホウ素であれば、１１Ｂ、１０Ｂなどが挙げられる。ここで、熱中性子吸収断面の大きな元素とは、「放射線物理と加速器安全の工学  第２版」（中村尚司  著）地人書館、１５５ページ、図３．４５に記載されている水素の弾性散乱Ｈ（ｎ，ｎ）Ｈよりも大きい断面積を持つものをいう。代表的には、１０Ｂ、６Ｌｉ、Ｃｄ、Ｇｄなどが挙げられる。
なかでも、効果が高く、入手が容易であることから、ホウ素又はその同位体或いは、コレマナイト、硼酸、無水硼酸、Ｂ４Ｃなどから選ばれるホウ素化合物が好ましい。
また、熱中性子以上のエネルギーの中性子（例えば、速中性子など）に対しては、弾性散乱によるエネルギー吸収がより有効であるため、水素密度の高い材料、例えば、ポリエチレン、パラフィン、コンクリートなどを添加することが好ましい。これらはいずれも、添加後に硬化するものであれば、流動状態、例えば、粘性の高い液状成分として放射線遮蔽材組成物に添加してもよく、粒子、骨材、ゲル状物などの固形分として放射線遮蔽材組成物に添加してもよい。
本発明に使用される石膏は既述のように含水率が高いため、弾性散乱による中性子の遮蔽材として適している。また、放射線遮蔽材組成物における水に代えて、或いは、水に加えて、より水素密度の高い「重水」を添加することも中性子線遮蔽効果の観点からは好ましい。
上記中性子線遮蔽効果向上のために用いられる各化合物は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
化合物の添加量としては、石膏１００質量部に対し、１５０質量部〜１０質量部の範囲であることが効果の観点から好ましく、１００質量部〜２５質量部の範囲であることがより好ましい。
【００２４】
前記放射線遮蔽材組成物が、さらに、鉛、タングステン、ビスマス、鉄、酸化鉄、鉄鉱石、磁鉄鉱、赤鉄鉱、重晶石、バリウム、及びバリウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の粒子を含有することで、γ線の遮蔽硬化を向上することができる。即ち、γ線は、密度の高い材料により効果的に遮蔽されるので、上記の如く金属粒子を含有させることも好ましい態様である。これらの中でも、遮蔽性向上効果が高く、入手が容易であり、ハンドリング性に優れると言った観点から、バリウムや、硫酸バリウムなどのバリウム化合物が好ましい。
上記γ線遮蔽効果向上のために用いられる各粒子は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
粒子の添加量としては、石膏１００質量部に対し、４００質量部〜４０質量部の範囲であることが効果の観点から好ましく、２５０質量部〜１００質量部の範囲であることがより好ましい。
【００２５】
石膏ブロックを形成するには、放射線遮蔽材組成物を所定の型枠内に投入し、乾燥すればよく、流動性を考慮すれば、放射線遮蔽材組成物の固形分濃度は１０質量％〜６０質量％の範囲であることがハンドリング性の観点から好ましい。
得られた石膏ブロックは、耐水性向上のため、撥水剤や耐水性塗料を表面に塗布したり、カルシウムと反応して硬化するカリ石鹸やカルボン酸塩水溶液を塗布したり、水溶性アクリルペイントを石膏の５質量％〜１０質量％の範囲で添加したりする等の手段をとってもよい。
【００２６】
〔放射線遮蔽壁〕
上記で得られた石膏ブロック１２を積み重ねることで放射線遮蔽壁１０が形成される。
図２（Ａ）に記載のように、石膏ブロック１２、１４を積み重ねて遮蔽壁を構築するとき石膏ブロック１２を必要な高さになるまで、１段から高さ方向に順次積み重ね、幅方向も必要な幅となるまで並列に積むことで所定の面積の遮蔽壁１０が形成される。また、必要な遮蔽率を達成するために、放射線の入射方向から複数列の石膏ブロック１２、１４を、最表面に位置する積まれた石膏ブロックと同様に、積むことで全体の遮蔽壁１０の厚みを大きくすることができ、放射線遮蔽に使用しうる領域が調整される。このとき、図２（Ａ）の斜視図に示すように、壁の厚み方向へ複数列の石膏ブロック１２、１４を積んで遮蔽壁１０の厚みを大きくする場合には、壁の表面側の乾式石膏ブロック１２の側端面の裏面側に、２列目の石膏ブロック１２の表面が位置するように配置することで、石膏ブロック１２の側面の目地からの放射線の貫通を防止することができる。
本発明においては、石膏ブロックを積むことにより放射線遮蔽壁１０が形成されるため、任意の場所に任意の面積で簡易に遮蔽壁を構築できる。また、必要に応じて簡易に移動させることもできる。
遮蔽壁１０を所定の場所に固定する場合には、図２（Ｂ）の側面図に示されるように、石膏ブロック１２、１４の最下面と床などの基板との間を固定化剤１６で固定してもよい。固定化剤としては、例えば、石膏やモルタルなどが挙げられ、簡易に使用しうる点、硬化速度が速い点、放射線遮蔽能に優れる点などから石膏が好ましい。
【００２７】
放射線遮蔽壁１０の構築に使用する石膏ブロック１２の種類、言い換えれば、石膏ブロック１２、１４を構成する放射線遮蔽材組成物の種類と積み方を変更することで、遮蔽しようとする放射線の種類と目的とする遮蔽率に最適な遮蔽壁１０が簡易に形成される。以下、その詳細な態様について説明する。
石膏ブロック１２の積み方を説明する便宜上、以下、石膏と水とを含む放射線遮蔽材組成物により形成された石膏ブロックを石膏ブロック（ａ）、水と石膏とホウ素、ホウ素化合物、ガドリニウム、カドミウム、及びリチウムからなる群より選択される元素又はその同位体の少なくとも１種（以下に示す実施形態では、具体的には、コレマナイト）とを含有する放射線遮蔽材組成物により形成された石膏ブロックを石膏ブロック（ｂ）、水と石膏と鉛、タングステン、ビスマス、鉄、酸化鉄、鉄鉱石、磁鉄鉱、赤鉄鉱、重晶石、バリウム、及びバリウム化合物からなる群より選択される少なくとも１種の粒子（以下に示す実施形態では、具体的には、硫酸バリウム）とを含有する放射線遮蔽材組成物により形成された石膏ブロックを石膏ブロック（ｃ）と称する。
既述のように、石膏ブロック（ａ）は、含水率が高いため、中性子線、特に、熱中性子以上のエネルギーの中性子（例えば、速中性子など）の遮蔽に有効であり、図６（Ａ）のモデル図に示すように、石膏ブロック（ａ）〔図６中（ａ）と記載〕のみを複数列積んで構成された遮蔽壁１６は、γ線の遮蔽にも有効ではあるが、中性子線の遮蔽により適する。
また、石膏ブロック（ｂ）〔図６中（ｂ）と記載〕は、既述の如く、熱中性子吸収断面の大きな元素を含むことから、中性子線、特に、熱中性子以下のエネルギーを有する中性子線の遮蔽に有効であり、図６（Ｂ）に示すように、放射線の入射面に石膏ブロック（ａ）を積み、その裏面に、石膏ブロック（ｂ）を積むことにより、中性子線遮蔽能をより高めた遮蔽壁とすることができる。
石膏ブロック（ｃ）〔図６中（ｃ）と記載〕は、高密度の粒子を含むため、γ線の遮蔽に有効であり、さらに、石膏ブロック（ｃ）を積むことにより、γ線の遮蔽能をより高めた遮蔽壁とすることができる。
中性子線の遮蔽に有効な別の態様として、図６（Ｃ）に示すように、放射線の入射面に石膏ブロック（ａ）を積み、その裏面に、石膏ブロック（ｂ）を積む態様を挙げることができる。
γ線を主として遮蔽する場合には、図６（Ｄ）に示すように、石膏ブロック（ｃ）を複数列積む態様をとることができる。
【００２８】
さらに、図７（Ａ）に記載のように、表面側に石膏ブロック（ａ）を複数列積み、その後ろに石膏ブロック（ｂ）及び石膏ブロック（ｃ）を積むことで遮蔽壁とした場合、例えば、表面の放射線を最も強く浴びる列の石膏ブロック（ａ）が放射化した場合〔図７（Ａ）〕、最表面の列に積まれた石膏ブロック（ａ）のみを除去して〔図７（Ｂ）〕、新たな石膏ブロック（ａ）を積むことで〔図７（Ｃ）〕、構築当初と同様の機能を有する遮蔽壁が形成でき、且つ、石膏ブロックを全て入れ替える必要がないために、放射線に汚染された廃棄物の量を少なくすることができる。
【実施例】
【００２９】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用の変型例の範囲を含むことはいうまでもない。
（実施例１−１〜１−６）
（放射線遮蔽材組成物１の調製）
下記処方１に記載の各成分を容器に投入し、室温（２５℃）にて、充分に撹拌混合して放射線遮蔽材組成物１を得た。
（処方１）
・α石膏                                １００質量部
・水（水道水）                            ３０質量部
【００３０】
（乾式石膏ブロックの成形）
図１（Ａ）に示す形状であって、放射線の通過方向の厚みが６ｃｍの型枠に、得られた放射線遮蔽材組成物１を投入し、常温（２５℃）で、約１時間乾燥し、硬化した後、型枠を外して実施例１に使用する石膏ブロック（ａ）を得た。
また、厚みのより薄い石膏ブロック（ａ−２）は、石膏ブロック（ａ）を３ｃｍ厚に加工することで得た。
【００３１】
（放射線遮蔽壁）
得られた石膏ブロック（ａ）を放射線の入射方向に向かい一列に積んで実施例１−１の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目を一致しないように位置を決めて２列積んで実施例１−２の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目が互いに一致しないように３列積んで実施例１−３の放射線遮蔽壁を形成した。
また、得られた石膏ブロック（ａ−２）を放射線の入射方向に向かい一列に積んで実施例１−４の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目を一致しないように位置を決めて３列積んで実施例１−５の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目が互いに一致しないように６列積んで実施例１−６の放射線遮蔽壁を形成した。
【００３２】
（放射線遮蔽壁の評価）
実施例１−１〜実施例１−３の放射線遮蔽壁について、放射線の線源を、γ線として、Ｃｏ−６０：「コバルト−６０」（１０ＭＢｑ）及びＣｓ−１３７：「セシウム−１３７」（１０ＭＢｑ）にて遮蔽実験を実施した。また、実施例１−４〜実施例１−６の放射線遮蔽壁について、放射線の線源を、中性子線としてＣｆ−２５２：「カリフォルニウム−２５２」（３．７ＭＢｑ）にて遮蔽実験を実施した。結果を下記表１〜２に示す。
【００３３】
【表１】
2014089127.tif 000003
【００３４】
【表２】
2014089127.tif 000004
【００３５】
表１に示すように、石膏ブロック（ａ）はブロック１列の遮蔽壁においても、２３％〜２８％のγ線遮蔽率を達成しており、石膏ブロック（ａ）を３列積んで形成した放射線遮蔽壁によれば、厚さ１８ｃｍにて、γ線は７０％を超える遮蔽率が達成されることが確認された。この遮蔽率は、γ線においては２０ｍｍ鉛等量を超える高い遮蔽率である。また、表２に示すように、石膏ブロック（ａ−２）はブロック１列の遮蔽壁においても、２０％の中性子線遮蔽率を達成しており、石膏ブロック（ａ−２）を６列積んで形成した放射線遮蔽壁によれば、厚さ１８ｃｍにて、中性子線は７０％を超える遮蔽率が達成されることが確認された。従って、前記各実施例の放射線遮蔽壁は、簡易な方法で構築でき、優れた放射線遮蔽性を有する放射線遮蔽壁であることがわかる。
【００３６】
（実施例２−１〜２−６）
（放射線遮蔽材組成物２の調製）
下記処方２に記載の各成分を容器に投入し、実施例１-１と同様にして放射線遮蔽材組成物２を得た。
（処方２）
・α石膏                              １００質量部
・コレマナイト                        １００質量部
・水（水道水）                          ３５質量部
【００３７】
（乾式石膏ブロックの成形）
図１（Ａ）に示す形状であって、放射線の通過方向の厚みが６ｃｍの型枠に、得られた放射線遮蔽材組成物２を投入し、常温（２５℃）で、約１時間乾燥し、硬化した後、型枠を外して実施例１に使用する石膏ブロック（ｂ）を得た。
また、厚みのより薄い石膏ブロック（ｂ−２）は、石膏ブロック（ｂ）を３ｃｍ厚に加工することで得た。
【００３８】
（放射線遮蔽壁）
得られた石膏ブロック（ｂ）を放射線の入射方向に向かい一列に積んで実施例２−１の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロック（ｂ）の端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目を一致しないように位置を決めて２列積んで実施例１−２の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロック（ｂ）の端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目が互いに一致しないように３列積んで実施例１−３の放射線遮蔽壁を形成した。
また、得られた石膏ブロック（ｂ−２）を放射線の入射方向に向かい一列に積んで実施例２−４の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目を一致しないように位置を決めて３列積んで実施例２−５の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目が互いに一致しないように６列積んで実施例２−６の放射線遮蔽壁を形成した。
【００３９】
（放射線遮蔽壁の評価）
実施例２−１〜実施例２−６の放射線遮蔽壁について、実施例１−１〜実施例１−６とそれぞれ同様にして遮蔽実験を実施した。結果を下記表３〜４に示す。
【００４０】
【表３】
2014089127.tif 000005
【００４１】
【表４】
2014089127.tif 000006
【００４２】
表３に示すように、石膏ブロック（ｂ）はブロック１列の遮蔽壁においても、２４％〜２８％の放射線遮蔽率を達成しており、石膏ブロック（ｂ）を３列積んで形成した放射線遮蔽壁によれば、γ線は約６５％の遮蔽率が達成されることが確認された。表４に示すように、石膏ブロック（ｂ−２）はブロック１列の遮蔽壁においても、２２％の中性子線遮蔽率を達成しており、石膏ブロック（ｂ−２）を６列積んで形成した放射線遮蔽壁によれば、中性子線は７７％の遮蔽率が達成されることが確認され、石膏ブロック（ｂ）は特に中性子線遮蔽効果が高いことがわかる。
【００４３】
（実施例３−１〜３−６）
（放射線遮蔽材組成物３の調製）
下記処方３に記載の各成分を容器に投入し、実施例１−１と同様にして放射線遮蔽材組成物３を得た。
（処方３）
・α石膏                              １００質量部
・硫酸バリウム                        １００質量部
・水（水道水）                          ３５質量部
【００４４】
（乾式石膏ブロックの成形）
図１（Ａ）に示す形状であって、放射線の通過方向の厚みが６ｃｍの型枠に、得られた放射線遮蔽材組成物３を投入し、常温（２５℃）で、約１時間乾燥し、硬化した後、型枠を外して実施例３に使用する石膏ブロック（ｃ）を得た。
また、厚みのより薄い石膏ブロック（ｃ−２）は、石膏ブロック（ｃ）を３ｃｍ厚に加工することで得た。
【００４５】
（放射線遮蔽壁）
得られた石膏ブロック（ｃ）を放射線の入射方向に向かい一列に積んで実施例３−１の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目を一致しないように位置を決めて２列積んで実施例３−２の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目が互いに一致しないように３列積んで実施例３−３の放射線遮蔽壁を形成した。
また、得られた石膏ブロック（ｃ−２）を放射線の入射方向に向かい一列に積んで実施例３−４の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目を一致しないように位置を決めて３列積んで実施例３−５の放射線遮蔽壁を形成した。
同様に、壁の表面側の乾式石膏ブロックの端面の裏面側には乾式石膏ブロックの面を位置させて、側面の継ぎ目が互いに一致しないように６列積んで実施例３−６の放射線遮蔽壁を形成した。
【００４６】
（放射線遮蔽壁の評価）
実施例３−１〜実施例３−６の放射線遮蔽壁と同様にして放射線の遮蔽実験を実施した。結果を下記表５〜６に示す。
【００４７】
【表５】
2014089127.tif 000007
【００４８】
【表６】
2014089127.tif 000008
【００４９】
表５に示すように、石膏ブロック（ｃ）はブロック１列の遮蔽壁においても、３４％〜４５％のγ線遮蔽率を達成しており、石膏ブロック（ｃ）を３列積んで形成した放射線遮蔽壁によれば、γ線は約７８％〜８８％の遮蔽率が達成されることが確認された。この遮蔽率は、γ線においては２３ｍｍ〜３１ｃｍ鉛等量である高い遮蔽率である。また、表６に示すように、石膏ブロック（ｃ−２）はブロック１列の遮蔽壁においても、１７％の中性線遮蔽率を達成しており、石膏ブロック（ｃ−２）を６列積んで形成した放射線遮蔽壁によれば、中性子線は６７％の遮蔽率が達成されることが確認された。上記の結果より、石膏ブロック（ｃ）は特にγ線遮蔽効果が高いことがわかる。
このように、前記各実施例の放射線遮蔽壁は、簡易に構築でき、高い放射線遮蔽性を有することが確認された。
【符号の説明】
【００５０】
１０、２０、３０、４０  放射線遮蔽壁
１２、２２、３２、４２  乾式石膏ブロック
【図１】
2014089127.tif 000009
【図２】
2014089127.tif 000010
【図３】
2014089127.tif 000011
【図４】
2014089127.tif 000012
【図５】
2014089127.tif 000013
【図６】
2014089127.tif 000014
【図７】
2014089127.tif 000015