(57)【要約】【課題】放射線発生装置から漏洩した放射線が迷路に直接入射することを抑制することのできる放射線遮蔽構造を提供する。【解決手段】放射線を放出する放射線発生装置１２を収容する放射線遮蔽壁２２からなる収容室１４と、この収容室１４の出入口１６と、放射線発生装置１２からの放射線が出入口１６に直接到達することを防ぐために収容室１４内において出入口１６の近傍に設けられた迷路１８とを備える放射線遮蔽構造１０であって、放射線発生装置１２のある側と迷路１８の内部とを連通する開口３２に、放射線発生装置１２から放出する少なくとも利用線錐Ｂ以外の漏洩線が迷路１８の内部へ直接入射することを防ぐための遮蔽部３４が設けられているようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を放出する放射線発生装置を収容する放射線遮蔽壁からなる収容室と、この収容室の出入口と、放射線発生装置からの放射線が出入口に直接到達することを防ぐために収容室内において出入口の近傍に設けられた迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、
放射線発生装置のある側と迷路の内部とを連通する開口に、放射線発生装置から放出する少なくとも利用線錐以外の漏洩線が迷路の内部へ直接入射することを防ぐための遮蔽部が設けられていることを特徴とする放射線遮蔽構造。
【請求項２】
放射線発生装置のある側と迷路の内部とを仕切る位置に設けられ、端部側に開口を形成する迷路壁をさらに備え、遮蔽部は、この迷路壁の端部側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線遮蔽構造。
【請求項３】
遮蔽部は、迷路壁から放射線発生装置のある側に向けて突出していることを特徴とする請求項２に記載の放射線遮蔽構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば医療用放射線遮蔽室のような迷路を備えた放射線遮蔽構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、がん治療に使用される電子リニアック（直線加速器）等の放射線発生装置が設置された放射線遮蔽室では、放射線を遮蔽するためにコンクリートや鉄を使った厚い遮蔽壁で囲われている。しかし、遮蔽室の出入口は厚い遮蔽体を設けることができないため、迷路と呼ばれる形状を設けている。これにより、線源から出入口に直接届く放射線を迷路壁で遮蔽し、また、散乱により開口部を通過して到達する放射線に関しても、出入口に至るまでの距離と散乱を増やすことにより減衰させている。上記の過程により出入口に到達した放射線は、最終的に鉛やポリエチレンを含む遮蔽扉により遮蔽され、室外への漏洩を防いでいる。
【０００３】
なお、従来の放射線遮蔽室の迷路構造としては、例えば特許文献１に記載の構造が知られている。この構造は、遮蔽扉から一次散乱面を見通せないように、迷路内に凸壁を設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２３９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、医療用リニアックでは、アイソセンター位置で治療用照射野の最大サイズが４０×４０ｃｍ２になるように、照射口から放射線の利用線錘が照射される。一方、照射口以外のヘッド部分から利用線錘の１／１０００以下の線量の漏洩線が放出される。
【０００６】
従来の遮蔽室の形状は、リニアックの照射口から利用線錘の一次散乱線が出入口に直接到達しないように迷路と出入口が配置されている。しかし、リニアックヘッドから漏洩するＸ線および中性子線に着目した迷路形状になっていないという問題があった。このため、リニアックヘッドから漏洩した放射線が迷路に直接入射して、迷路内の線量が上昇するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放射線発生装置から漏洩した放射線が迷路に直接入射することを抑制することのできる放射線遮蔽構造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】
【０００８】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る放射線遮蔽構造は、放射線を放出する放射線発生装置を収容する放射線遮蔽壁からなる収容室と、この収容室の出入口と、放射線発生装置からの放射線が出入口に直接到達することを防ぐために収容室内において出入口の近傍に設けられた迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、放射線発生装置のある側と迷路の内部とを連通する開口に、放射線発生装置から放出する少なくとも利用線錐以外の漏洩線が迷路の内部へ直接入射することを防ぐための遮蔽部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造は、上述した発明において、放射線発生装置のある側と迷路の内部とを仕切る位置に設けられ、端部側に開口を形成する迷路壁をさらに備え、遮蔽部は、この迷路壁の端部側に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造は、上述した発明において、遮蔽部は、迷路壁から放射線発生装置のある側に向けて突出していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る放射線遮蔽構造によれば、放射線を放出する放射線発生装置を収容する放射線遮蔽壁からなる収容室と、この収容室の出入口と、放射線発生装置からの放射線が出入口に直接到達することを防ぐために収容室内において出入口の近傍に設けられた迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、放射線発生装置のある側と迷路の内部とを連通する開口に、放射線発生装置から放出する少なくとも利用線錐以外の漏洩線が迷路の内部へ直接入射することを防ぐための遮蔽部が設けられているので、放射線発生装置から漏洩した利用線錐以外の漏洩線が迷路に直接入射することを抑制することができるという効果を奏する。
【００１２】
また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造によれば、放射線発生装置のある側と迷路の内部とを仕切る位置に設けられ、端部側に開口を形成する迷路壁をさらに備え、遮蔽部は、この迷路壁の端部側に設けられているので、放射線発生装置から漏洩した利用線錐以外の漏洩線が迷路内に直接入射するのを遮り、迷路内の放射線量の上昇を抑制することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造によれば、遮蔽部は、迷路壁から放射線発生装置のある側に向けて突出しているので、放射線発生装置から漏洩した利用線錐以外の漏洩線の開口への入射角度が狭くなり、迷路内の放射線量の上昇を効果的に抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係る放射線遮蔽構造の実施の形態を示す平面図であり、（１）は実施の形態１、（２）は実施の形態２である。
【図２】図２は、本発明と従来例の相違点の説明図であり、（１）は実施例、（２）は従来例１、（３）は従来例２の場合である。
【図３】図３は、本発明の効果を検証するために行った実施例の計算結果（Ｘ線実効線量率マップ）を示す図である。
【図４】図４は、本発明の効果を検証するために行った比較例の計算結果（Ｘ線実効線量率マップ）を示す図である。
【図５】図５は、遮蔽扉前面における実効線量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る放射線遮蔽構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１（１）に示すように、本発明に係る放射線遮蔽構造１０は、放射線を放出するリニアック１２（放射線発生装置）を収容する収容室１４と、この収容室１４の出入口１６と、出入口１６の近傍に設けられた迷路１８と、迷路壁２８の端部３０に設けられた遮蔽部３４とを備える。出入口１６には放射線を遮蔽する機能を有する遮蔽扉２０が設けられる。
【００１７】
本実施の形態のリニアック１２は、放射線によって患部を照射するために用いる医療用リニアックを想定している。したがって、収容室１４は、医療用リニアックが設置される照射室に相当する。
【００１８】
リニアック１２はリニアックヘッドＨを備えており、このヘッドＨ内に設けた図示しないターゲットに、例えば１０ＭｅＶのエネルギーで加速された粒子を衝突させることで、光子や電子ビームなどの放射線を発生させるようになっている。ターゲットで発生した放射線は、コリメータなどにより絞られて患部性状に応じた利用線錐Ｂとなり、アイソセンター位置Ｐの患者の患部に照射される。リニアックヘッドＨは、治療台上などに設定したアイソセンター位置Ｐを中心として所定方向（例えば鉛直軸周り）に３６０°回動可能に構成されており、リニアックヘッドＨの回動軌道上の任意位置からアイソセンター位置Ｐに対して、放射線の照射を行う。
【００１９】
収容室１４は、リニアックヘッドＨから放射される放射線を遮蔽するために放射線遮蔽壁２２により囲まれた平面視で矩形状の部屋となっている。この放射線遮蔽壁２２は、鉄などの金属とこれを覆うコンクリートとから構成されている。なお、利用線錐Ｂの延長上の壁内部には、放射線遮蔽能力に優れた鉄などの金属板２４が埋め込まれている。
【００２０】
迷路１８は、リニアック１２からの放射線が出入口１６に直接到達することを防ぐために設けられる。より具体的には、迷路壁２８が、正面側１０Ａの放射線遮蔽壁２２から収容室１４内部に向けて垂直に突設されており、リニアック１２のある側と迷路１８の内部２６とを仕切っている。この迷路壁２８と側面側１０Ｂの放射線遮蔽壁２２との間に迷路１８が形成される。迷路壁２８の端部３０と背面側の放射線遮蔽壁２２との間には開口３２が形成され、この開口３２は、リニアック１２のある側と迷路１８の内部２６とを連絡する通用口として使用される。
【００２１】
なお、図の例では、迷路壁２８の端部３０は、開口３２に近づくにつれ次第に壁厚が薄くなるように迷路１８の内部２６側に傾斜が付けられた形態となっている。また、迷路１８を挟んで迷路壁２８に対向する側面側の放射線遮蔽壁２２についても、これに対応した傾斜が付けられた形態となっている。
【００２２】
遮蔽部３４は、リニアックヘッドＨから放出する利用線錐Ｂ以外の漏洩線Ｌ（例えばＸ線や中性子線など）が迷路１８の内部２６へ直接入射することを防ぐためのものであり、迷路壁２８の端部３０に設けられる。この遮蔽部３４は、放射線遮蔽壁２２と同様の材料で構成することができる。また、遮蔽部３４は、迷路壁２８の一部として構成することもできる。
【００２３】
遮蔽部３４は、迷路壁２８からリニアック１２のある側に向けて突出している。遮蔽部３４を突出して設けることで、リニアックヘッドＨから漏洩した漏洩線Ｌの開口３２への入射角度が狭くなり、迷路１８内に直接入射する放射線を減弱することができる。これにより、迷路１８内の放射線量の上昇を効果的に抑制し、放射線量を低減することができる。また、出入口１６に到達する放射線量が低減するため、遮蔽扉２０の扉体厚を薄くし、軽量化することが可能となり、建設コストを低減することができる。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、出入口１６を放射線遮蔽構造１０の正面側１０Ａに設けた例を説明したが、本発明の出入口の位置、向きはこれに限るものではない。例えば、図１（２）に示すように、放射線遮蔽構造１０の側面側１０Ｂに出入口１６を設け、迷路１８の内部の通路が鍵状になるように構成してもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
次に、本発明と従来例の相違点について図２を参照しながら説明する。
【００２６】
図２（１）は本発明の実施例、（２）は従来例１、（３）は従来例２の説明図である。図２（１）に示すように、本発明の実施例では、迷路壁１８の端部３０にリニアック１２側に突き出た遮蔽部３４を設けている。こうすることで、リニアックヘッドＨからの漏洩線Ｌの入射角度を狭めることができる。
【００２７】
一方、従来例１においても、図２（２）に示すように、迷路壁１８の端部３０にリニアック１２側に突き出た突出部３６を設けている。しかし、この突出部３６は利用線錘Ｂの遮蔽を目的とするものであり、漏洩線の遮蔽を目的とするものではない。したがって、この従来例１では、漏洩線の入射角度を狭めることはできず、漏洩線が開口３２へ直接入射することを許容してしまう。また、従来例２では、図２（２）に示すように、迷路壁１８の端部３０に突出部３８を設けている。この従来例２では利用線錘Ｂの一次散乱線Ｓの入射角度を狭めることができる。しかし、従来例１と同様に、漏洩線の入射角度を狭めることはできず、漏洩線が開口３２へ直接入射することを許容してしまう。
【００２８】
このように、従来例１、２の迷路の形状は、一見すると本実施例と同一または類似の形状であるが、これら従来例１、２は利用線錘Ｂおよびその一次散乱線Ｓの遮蔽・減衰が目的となっており、漏洩線Ｌの入射角度を狭めるという観点からの形状となっていない。
【００２９】
利用線錘Ｂの方向を確認すれば、突出部（本発明の遮蔽部に相当）の目的を確認することが可能である。より具体的には、収容室１４の出入口１６における実効線量が一番大きくなるリニアックヘッドＨの向きにおいて、利用線錘Ｂと、迷路方向に散乱した利用線錘Ｂの一次散乱線Ｓを平面図上に作図した場合、突出部の有無によりこれらが変化するものは従来例に相当し、これらが変化しないものの、ヘッドＨからの漏洩線Ｌの直接入射を狭めることができるものは本発明の技術的範囲と判断することができる。
【００３０】
（本発明の効果の検証）
次に、本発明の効果を検証するために行った計算結果について説明する。
【００３１】
本計算は、収容室１４内のＸ線実効線量と中性子線実効線量の分布状況を、後述の計算コードを用いて計算したものである。計算ケースは、迷路壁２８の端部３０に遮蔽部３４としての突出部を設けた場合（実施例）と、迷路壁２８の端部３０に突出部を設けない場合（比較例）とした。迷路壁２８の端部３０と放射線遮蔽壁２２とにより形成される開口３２の幅は同じとし、実施例における突出部の大きさ（幅×突出長）は、５０ｃｍ×５０ｃｍと、１００ｃｍ×１００ｃｍの２ケースとした。
【００３２】
また、計算条件は以下のとおりとした。
計算コード：モンテカルロ計算コードＭＣＮＰ５
線源：１０ＭｅＶ電子ビーム
ターゲット：銅（１．５ｃｍ厚）
コリメータ：タングステン
断面積ライブラリ：光子と電子の相互作用  ＭＣＰＬＩＢ０４，ＥＬ０３
中性子相互作用  ＦＳＸＬＩＢ−Ｊ４０
光核反応  ＬＡ１５０
【００３３】
図３に実施例（１００ｃｍ×１００ｃｍ）のＸ線の線量マップを、図４に比較例のＸ線の線量マップを、図５に線量マップの評価点（遮蔽扉前面）における実効線量のグラフを示す。これらの図に示すように、突出部を設けることにより、遮蔽扉前面の実効線量が減少することが確認できる。特に１００ｃｍ×１００ｃｍの突出部を設けた場合、Ｘ線を８．２％、中性子線を１６．９％、合計で８．４％減少できることが確認できる。
【００３４】
以上説明したように、本発明に係る放射線遮蔽構造によれば、放射線を放出する放射線発生装置を収容する放射線遮蔽壁からなる収容室と、この収容室の出入口と、放射線発生装置からの放射線が出入口に直接到達することを防ぐために収容室内において出入口の近傍に設けられた迷路とを備える放射線遮蔽構造であって、放射線発生装置のある側と迷路の内部とを連通する開口に、放射線発生装置から放出する少なくとも利用線錐以外の漏洩線が迷路の内部へ直接入射することを防ぐための遮蔽部が設けられているので、放射線発生装置から漏洩した利用線錐以外の漏洩線が迷路に直接入射することを抑制することができる。
【００３５】
また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造によれば、放射線発生装置のある側と迷路の内部とを仕切る位置に設けられ、端部側に開口を形成する迷路壁をさらに備え、遮蔽部は、この迷路壁の端部側に設けられているので、放射線発生装置から漏洩した利用線錐以外の漏洩線が迷路内に直接入射するのを遮り、迷路内の放射線量の上昇を抑制することができる。
【００３６】
また、本発明に係る他の放射線遮蔽構造によれば、遮蔽部は、迷路壁から放射線発生装置のある側に向けて突出しているので、放射線発生装置から漏洩した利用線錐以外の漏洩線の開口への入射角度が狭くなり、迷路内の放射線量の上昇を効果的に抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明に係る放射線遮蔽構造は、医療用放射線遮蔽室などの迷路を備える放射線利用施設に有用であり、特に、放射線発生装置から漏洩した放射線が迷路に直接入射することを抑制するのに適している。
【符号の説明】
【００３８】
１０  放射線遮蔽構造
１０Ａ  正面側
１０Ｂ  側面側
１２  リニアック（放射線発生装置）
１４  収容室
１６  出入口
１８  迷路
２０  遮蔽扉
２２  放射線遮蔽壁
２４  金属板
２６  内部
２８  迷路壁
３０  端部
３２  開口
３４  遮蔽部
３６，３８  突出部
Ｂ  利用線錐
Ｈ  リニアックヘッド
Ｌ  漏洩線
Ｐ  アイソセンター位置
Ｓ  一次散乱線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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