(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、汎用性樹脂であるポリスチレン樹脂に有機シンチレータを添加しても硬くて脆い性状とならずプラスチックシンチレータとしての使用に十分耐えられるプラスチックシンチレータの樹脂製プレート及び樹脂ペレットを提供することである。【解決手段】  ポリスチレン樹脂と、有機シンチレータ（ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）などから選ばれる１つまたは複数の蛍光体）と、スチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂（ＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック）共重合体など）とを含むプラスチックシンチレータ用樹脂組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリスチレン樹脂と、有機シンチレータと、スチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂とを含むプラスチックシンチレータ用樹脂組成物。
【請求項２】
前記有機シンチレータが、
ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ）から選ばれる１つまたは複数の蛍光体である請求項１記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物。
【請求項３】
前記軟質スチレン樹脂が、
ＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック）共重合体、ＭＢＳ（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＭＡＢＳ（メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＡＳＡ（アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム）共重合体、ＡＥＳ（アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン）共重合体、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、共重合体、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）共重合体、ＭＡＳ（メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン）共重合体、メチルメタクリレート−アクリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体から選ばれる少なくとも１つの軟質スチレン樹脂である請求項１または２のいずれかに記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物からなるプラスチックシンチレータ用シート。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物からなるプラスチックシンチレータ用ペレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は理学、工学、医学をはじめとする幅広い科学の分野で使用される、放射線測定のための放射線検出用プラスチックシンチレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にα線、β線等の荷電粒子である放射線は、物質を通過する際にその物質中の原子又は分子を電離、励起又は解離し、エネルギーを失う。物質に伝達されたエネルギーはさらに熱運動エネルギーもしくは電磁波として放出される。この物質が蛍光を発する物質等である場合、そのエネルギーの多くの部分が可視領域の光として放出され、この現象をシンチレーション、放出される光をシンチレーション光という。
【０００３】
さらにγ線や中性子線等のような電荷を有しない放射線の場合も、前記放射線が物質と相互作用する際に放出される二次的な荷電粒子により同様の現象が起こるため、このシンチレーション現象を利用して放射線の検出が行われている。
【０００４】
シンチレーション光の測定には光電子増倍管が使用される。光電子増倍管は、光電効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電管を基本に、電流増幅（＝電子増倍）機能を付加した高感度光検出器である。
【０００５】
シンチレーション現象を起こす物質を一般にシンチレータと総称し、放射線測定分野においてはＮａＩ（Ｔｌ）に代表される無機結晶を含む無機シンチレータ、アントラセンのような有機結晶、ターフェニル等の放射線が入射すると蛍光を発する蛍光体をキシレン等の有機溶媒に溶かした液体シンチレータ、また蛍光体をスチロール系の透明樹脂に溶解分散させたプラスチックシンチレータを含む有機シンチレータが使用されている。
【０００６】
特にプラスチックシンチレータはその取り扱いの容易さ、および任意かつ大型の形状に成形することが可能である等の利点により、半世紀に渡り非常に多く利用されてきた。
【０００７】
代表的なプラスチックシンチレータは、スチロール系母体樹脂に、有機シンチレータを添加したものである。有機シンチレータには第１蛍光体と第２蛍光体とがあり、通常は第１蛍光体と第２蛍光体を組み合わせることを推奨している。
第１蛍光体は、ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）等が挙げられ、
第２蛍光体は、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ）等が挙げられる。
【０００８】
技術分野における長年の常識として、プラスチックシンチレータには蛍光体の添加が必要とされている。その主な理由は、放射線の照射により励起されたスチロール系樹脂が放出する電磁波の波長が１５０〜３００ｎｍと短いものが報告されていたために、１）測定に使用される光電子増倍管の測定に適した波長範囲、３００〜４００ｎｍに合わない、２）母体樹脂による自己吸収が起こり検出部まで到達する光の量が十分でないことが挙げられる。この点、蛍光体を添加することにより、母体樹脂が出す電磁波のエネルギーを第１蛍光体により〜３５０ｎｍ、第２蛍光体により〜４２０ｎｍの光に変換することができ、測定に適し、透過率が高く自己吸収されにくい波長のシンチレーション光を得ることができるとされている。
【０００９】
一般にはプラスチックシンチレータのスチロール系母体樹脂にはポリビニルトルエンが使われている。ポリビニルトルエン（ＰＶＴ）は代表的なスチロール系樹脂であるポリスチレンよりも蛍光の光量が１割から２割大きい。しかし、ポリビニルトルエンは汎用樹脂ではなく特殊な樹脂であるため、ポリスチレンよりコスト面や利便性の面で課題がある。ＰＶＴを用いたプラスチックシンチレータにはサンゴバン社製ＢＣ−４００などが市販されている。
【００１０】
一方、スチロール系樹脂の代表格で汎用性樹脂であるポリスチレンに前記有機シンチレータを添加した場合、樹脂の特性上、両者の混錬が難しく硬くて脆い性状となり十分にプラスチックシンチレータとしての使用に耐えられる物性の樹脂製ペレットや樹脂製プレートを作ることができない。このため、様々な先行文献にはポリスチレンはプラスチックシンチレータとして利用可能である旨が記載されているのにも係わらず、実際に量産化し上市する者がいなかった。
【００１１】
特許文献１では、有機シンチレータを使わずに母体樹脂のみでプラスチックシンチレータを製造する技術を開示している。しかし、母体樹脂のみでは蛍光の光量は十分でなく、広く普及していない。
【００１２】
特許文献２では、ガラス製バイアル内に放射性物質を含む液体と樹脂からなるペレット状の固体シンチレータに入れて密閉し、当該液体をバイアル内で蒸散させて放射線測定する方法を開示している。しかし、当該文献には固体シンチレータの成分などについての細かな記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第５２０５６８１号公報
【特許文献２】特許第５９０４５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
汎用性樹脂であるポリスチレン樹脂に有機シンチレータを添加しても硬くて脆い性状とならずプラスチックシンチレータとしての使用に十分耐えられるプラスチックシンチレータの樹脂製プレート及び樹脂ペレット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】
【００１５】
本発明者は、汎用性樹脂であるポリスチレン樹脂にスチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂を添加することで、ポリスチレン樹脂に有機シンチレータを添加しても硬くて脆い性状とならずプラスチックシンチレータとしての使用に十分耐えられるプラスチックシンチレータの樹脂製プレート及び樹脂ペレットを作製できることを見いだした。
【００１６】
請求項１記載の発明は、
ポリスチレン樹脂と、有機シンチレータと、スチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂とを含むプラスチックシンチレータ用樹脂組成物である。
【００１７】
請求項２記載の発明は、
前記有機シンチレータが、
ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ）から選ばれる１つまたは複数の蛍光体である請求項１記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物である。
【００１８】
請求項３記載の発明は、
前記軟質スチレン樹脂が、
ＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック）共重合体、ＭＢＳ（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＭＡＢＳ（メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＡＳＡ（アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム）共重合体、ＡＥＳ（アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン）共重合体、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、共重合体、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）共重合体、ＭＡＳ（メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン）共重合体、メチルメタクリレート−アクリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体から選ばれる少なくとも１つの軟質スチレン樹脂である請求項１または２のいずれかに記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物である。
【００１９】
本発明者は、汎用性樹脂であるポリスチレン樹脂に、有機シンチレータと、スチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂を添加することで、ポリスチレン樹脂に有機シンチレータを添加しても硬くて脆い性状とならずプラスチックシンチレータとしての使用に十分耐えられるプラスチックシンチレータの樹脂製プレート及び樹脂ペレットが作製できることを見いだした。
【００２０】
プラスチックシンチレータには有機シンチレータ（蛍光体）の添加が必要である。それは放射線の照射により励起されたポリスチレン樹脂が放出する電磁波の波長が１５０〜３００ｎｍと短く、測定に使用される光電子増倍管の測定に適した波長範囲の３００〜４００ｎに変換する必要があるためである。また有機シンチレータ（蛍光体）には第１蛍光体と第２蛍光体の２種類あり、ポリスチレン樹脂が出す電磁波のエネルギーを第１蛍光体により〜３５０ｎｍの光に変換し、さらに第２蛍光体により〜４２０ｎｍの光に変換して、光電子倍増管にて測定される。このため一般的に第１蛍光体と第２蛍光体を組み合わせて使用される。
【００２１】
第１蛍光体としては、ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）等が挙げられ、第２蛍光体としては、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ）等が挙げられる。
【００２２】
当該発明に利用可能な有機シンチレータは、
ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ／ＣＡＳ番号：９２−９４−４）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ／ＣＡＳ番号：９２-７１-７）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ／ＣＡＳ番号：１５０８２-２８-７）、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ／ＣＡＳ番号：１８０６−３４−４）、１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ／ＣＡＳ番号：３０７３-８７-８）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ／ＣＡＳ番号：１３２８０-６１-０）
から選ばれる１つまたは複数の蛍光体であり、通常はこの群より２種類の蛍光体を選び出し組み合わせて使用される。とりわけ、有機シンチレータの第１蛍光体としてｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）または２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）と、第２蛍光体として１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）を組み合わせて使用することが好適である。
【００２３】
当該軟質スチレン樹脂はベンゼン環を含むエラストマーであり、とりわけポリスチレンとの相溶性がいいものがよい。本発明に利用可能な軟質スチレン樹脂としては、ＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック）共重合体、ＭＢＳ（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＭＡＢＳ（メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＡＳＡ（アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム）共重合体、ＡＥＳ（アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン）共重合体、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、共重合体、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）共重合体、ＭＡＳ（メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン）共重合体、メチルメタクリレート−アクリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体が挙げられ、とりわけ好適なものはＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体である。
【００２４】
請求項４記載の発明は、
請求項１から３のいずれかに記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物からなるプラスチックシンチレータ用シートである。
【００２５】
請求項４記載の発明は、
請求項１から３のいずれかに記載のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物からなるプラスチックシンチレータ用ペレットである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、汎用性樹脂であるポリスチレン樹脂にスチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂を添加することで、ポリスチレン樹脂に有機シンチレータを添加してもプラスチックシンチレータとしての使用に十分耐えられるプラスチックシンチレータの樹脂製プレート及び樹脂ペレットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ペレット状プラスチックシンチレータを用いた放射線測定方法の手順図である。
【図２】シート状プラスチックシンチレータを用いた放射線測定方法の手順図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を実施するための一形態に過ぎず、本発明は本実施形態によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。
【００２９】
本発明は、汎用性樹脂であるポリスチレン樹脂に有機シンチレータを添加しても硬くて脆い性状とならずプラスチックシンチレータとしての使用に十分耐えられるプラスチックシンチレータの樹脂製プレート及び樹脂ペレットを提供することを目的とする。
【００３０】
すなわち本発明は 、ポリスチレン樹脂と、有機シンチレータと、スチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂とを含むプラスチックシンチレータ用樹脂組成物である。
【００３１】
また、前記有機シンチレータが、
ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ）から選ばれる１つまたは複数の蛍光体である。
【００３２】
さらに、前記軟質スチレン樹脂が、
ＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック）共重合体、ＭＢＳ（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＭＡＢＳ（メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＡＳＡ（アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム）共重合体、ＡＥＳ（アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン）共重合体、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、共重合体、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）共重合体、ＭＡＳ（メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン）共重合体、メチルメタクリレート−アクリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体から選ばれる少なくとも１つの軟質スチレン樹脂である。
【００３３】
本願発明に使用するポリスチレン樹脂について説明する。ポリスチレン樹脂は、原油・ナフサを原料としたスチレンモノマーを重合させて作られるプラスチック樹脂であり、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリ塩化ビニルと並び５大汎用樹脂のひとつに挙げられ広く利用されている。ポリスチレン樹脂は、透明性が高く硬い汎用ポリスチレン（GPPS）と、ゴム成分を加えて衝撃性を改良した乳白色の耐衝撃性ポリスチレン（HIPS）がある。また、1990年代後半には、メタロセン触媒による重合でシンジオタクチック構造を持つポリスチレンが合成され、工業化された。これによって生成するポリスチレンは結晶性の高分子であり、不透明であるがアタクチックポリスチレンよりも耐熱性に優れている。
【００３４】
本発明では透明性の高いＧＰＰＳやアタクチックポリスチレンが好適である。本発明においてポリスチレン樹脂を主成分とし、好ましくはポリスチレン樹脂がプラスチックシンチレータ中に８０ｗｔ％以上、好ましくは９０ｗｔ％以上、さらに好ましくは９５ｗｔ％以上含まれる。
【００３５】
次に、本願発明に使用する有機シンチレータについて説明する。シンチレータとは放射線のエネルギーを吸収して励起あるいは電離が起こる蛍光体を指す。この中でも有機シンチレータは、１９４７年にＫａｌｌｍａｎがナフタレン結晶のシンチレータとしての有用性を見いだして以来、アントラセン、スチルベンなどの結晶シンチレータが次々と発見された。現在では多くの物質が有機シンチレータとして知られている。本発明に利用可能なシンチレータは、ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ）などであり、本発明にはこれらの物質を適宜１種類または複数種類組み合わせて用いることができる。
【００３６】
プラスチックシンチレータは蛍光体（有機シンチレータ）の添加が必要とされている。その主な理由は、放射線の照射により励起された母体樹脂が放出する電磁波の波長が１５０〜３００ｎｍと短いものが報告されていたために、１）測定に使用される光電子増倍管の測定に適した波長範囲、３００〜４００ｎｍに合わない、２）母体樹脂による自己吸収が起こり検出部まで到達する光の量が十分でないことが挙げられる。この点、蛍光体を添加することにより、母体樹脂が出す電磁波のエネルギーを第１蛍光体により〜３５０ｎｍ、第２蛍光体により〜４２０ｎｍの光に変換することができ、測定に適し、透過率が高く自己吸収されにくい波長のシンチレーション光を得ることができるとされている。
【００３７】
プラスチックシンチレータは、前記有機シンチレータをポリスチレン（ＰＳ）またはポリビニルトルエン（ＰＶＴ）等のスチロール系の母体樹脂に添加したものである。母体樹脂に添加する有機シンチレータには前記記載の第１蛍光体と第２蛍光体とがあり、通常は第１蛍光体と第２蛍光体を組み合わせて使用される。
第１蛍光体は、ｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）等が挙げられ、
第２蛍光体は、１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）、
１，４−ビス［２−（４−メチル−５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＤＭＰＯＰＯＰ）、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（ビス−ＭＳＢ）等が挙げられる。
この中でも特に好適なのは、
第１蛍光体としてのｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）または２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）と、
第２蛍光体としての１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）との組み合わせである。
【００３８】
次に本願発明に使用する軟質スチレン系樹脂について説明する。本発明でいう軟質スチレン系樹脂としては、スチレンを含んだエラストマーを用いることが好ましく、中でも熱可塑性のエラストマーを用いることが好ましい。
【００３９】
より具体的には、ＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック）共重合体、ＭＢＳ（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＭＡＢＳ（メチルメタクリレート−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）共重合体、ＡＳＡ（アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム）共重合体、ＡＥＳ（アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン）共重合体、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、共重合体、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）共重合体、ＭＡＳ（メチルメタクリレート−アクリルゴム−スチレン）共重合体、メチルメタクリレート−アクリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体等を用いることができる。
【００４０】
これらの軟質スチレン系樹脂の中でも、透明性の面からＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体が選択されることが好ましい。そしてＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体はスチレン含有量が５０質量％以上であることが好ましく、中でもＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体のスチレン／ブタジエンの質量比は９０／１０〜６０／４０であることが好ましく、９０／１０〜７０／３０であることがより好ましい。
上記ＳＢＳの具体的な例として、例えば、旭化成ケミカルズ社製：アサフレックスシリーズ、電気化学工業社製：クリアレンシリーズ、シェブロンフィリップス社製：Ｋレジン、ＢＡＳＦ社製：スタイロラックス、アトフィナ社製：フィナクリアなどが市販品として挙げられる。
【００４１】
軟質スチレン系樹脂の含有量は、プラスチックシンチレータ全量に対して５〜２０重量％であることが好ましい。含有量が５重量％未満である場合には、成形性が低下する。一方、２０重量％を超える場合には、ポリスチレン樹脂との相溶性が低下し、成形性が悪化したり、得られる成形体は透明性に劣るものとなる。また、軟質スチレン系樹脂を上記の所定量を含有させることによって、得られるポリスチレン樹脂の引張伸度などの引張特性を向上させることができる。
【００４２】
本願発明のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物は、全量に対してポリスチレン樹脂は９０重量％以上、有機シンチレータは１重量％以下、軟質スチレン系樹脂は１０重量％以下の組成が好適である。
【００４３】
本発明のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物は、各成分を高速ミキサー或いはタンブラー等でプレミキシングされた後、溶融混練されて製造される。溶融混練工程は、単軸スクリュ押出機や２軸スクリュ押出機等で行われる。
【実施例】
【００４４】
以下に実施例、比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１には、ポリスチレンと、軟質スチレン系樹脂としてＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、有機シンチレータとして２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ／第１蛍光体）と１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ／第２蛍光体）を用いた例を示した。
実施例２，３には、ポリスチレンと、軟質スチレン系樹脂としてＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体、有機シンチレータとしてｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ／第１蛍光体）と１，４−ビス（５−フェニル−２−オキサゾリル）ベンゼン（ＰＯＰＯＰ／第２蛍光体）を用いた例を示した。
比較例１には、ポリスチレンと有機シンチレータとして２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ／第１蛍光体）と１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ／第２蛍光体）を用い、軟質スチレン系樹脂を添加しなかった例を示した。
【００４５】
ポリスチレン樹脂は、東洋ポリスチレン株式会社製のトーヨースチロールＧＰを使用した。表１には使用したポリスチレン樹脂のグレード及び物性（カタログ値）を示した。
【表１】
2018131476.tif 000003
【００４６】
軟質スチレン系樹脂としてのＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体は、デンカ株式会社製のクリアレンを使用した。表２には使用したＳＢ（スチレン−ブタジエン）共重合体のグレード及び物性（カタログ値）を示した。
【表２】
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【００４７】
本実施例・比較例では有機シンチレータのうち、第１蛍光体として２，５−ジフェニルオキサゾール（ＤＰＯ）とｐ−テルフェニル（Ｐ−ＴＰ）、第２蛍光体として１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン（ＰＯＰＯＰ）を使用した。
２，５−ジフェニルオキサゾール  （２，５−Ｄｉｐｈｅｎｙｌｏｘａｚｏｌｅ／ＤＰＯ）は、常温では白色結晶性粉末で、分子量２２１．３、融点は７１〜７４℃である（ＣＡＳ番号：９２-７１-７）。
ｐ−テルフェニル  （ｐ―Ｔｅｒｐｈｅｎｙｌ、または１，４−Ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅ／Ｐ−ＴＰ）  は、常温では白色〜淡黄色結晶性粉末で、分子量２３０．３、融点は２１１℃である（ＣＡＳ番号：９２−９４−４）。
１，４−ビス［２−（５−フェニルオキサゾリル）］ベンゼン  （１，４−Ｂｉｓ［２−（５−ｐｈｅｎｙｌｏｘａｚｏｌｙｌ）］ｂｅｎｚｅｎｅ、または１，４−Ｄｉ（５−ｐｈｅｎｙｌ−２−ｏｘａｚｏｌｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ）／ＰＯＰＯＰ）  は、常温では淡黄色〜淡黄緑色針状結晶で、分子量３６４．４、融点は２４５℃である（ＣＡＳ番号：１８０６−３４−４）。
上記有機シンチレータは、いずれも東京化成工業（株）より購入した。
【００４８】
表３には実施例、比較例及び参考例のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物の組成を示した。なお参考例１は株式会社ジーテック製のポリビニルトルエン樹脂からなるペレット状プラスチックシンチレータ（製品名：ＥＪ−２００）を使用した。参考例２はサンゴバン社製のポリビニルトルエン樹脂からなるプレート状プラスチックシンチレータ（製品名：ＢＣ−４００、０．５ｍｍ厚）を使用した。
【表３】
2018131476.tif 000005
【００４９】
表３に示した実施例及び比較例の組成のプラスチックシンチレータ用樹脂組成物は、以下のような工程を経て作製された。各表に記した組成の混合物をヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製三井ＦＭミキサー）で混合し、混合物を作製した。前記混合物を２軸スクリュ押出機（３０ｍｍΦ、株式会社池貝製ＰＣＭ―３０、最高温度設定部の設定温度は各表に示した）を用いて溶融混練を行い、ストランドを形成後、コールドカットにて樹脂ペレットを作製した。
【００５０】
得られた樹脂ペレットは、以下のように評価した。
１）ペレット化
２軸スクリュ押出機によるマスターバッチ化の過程を目視にて判定した。
○  ：ストランドが正常に形成され途中で切れるなどの不具合がない
△  ：ストランドがパリパリとした外観で安定せず、途中で切れる
×  ：押出機からの吐出が不安定でペレット化できない 
【００５１】
２）シート化
前記ペレットをシート成型が可能なＴダイ押し出し機にて０．５ｍｍ厚のシートを作成した。
○  ：シート成形可能 
△  ：シートが硬く脆くてうまく形にならない
×  ：シートがつくれない
【００５２】
３）シート状プラスチックシンチレータの折り曲げ強度の測定
シート化２）で作製したシートについて折り曲げ強度（最大点応力）を測定した。測定方法はＪＩＳ  Ｋ７１７１によった。試験条件は折り曲げ速度２ｍｍ／ｓｅｃ、支点間距離５０ｍｍである。
【００５３】
４）放射線測定
プラスチックシンチレータの放射線検知性能の測定は、放射線源してのトリチウム（三重水素（３Ｈ））及び炭素１４（１４Ｃ）を一定量の含む水溶液を添加した放射線測定用バイアルを作製し、液体シンチレーションカウンタ装置（ＬＳＣ）（パーキンエルマー社、製品名：Ｔｒｉ−Ｃａｒｂ３１１０ＴＲ）を用いて行った。
トリチウム（三重水素（３Ｈ））水溶液は、トリチウム水を純水にて希釈し、１４０ｋＢｑ／５μＬになるように濃度調整した。
炭素１４（１４Ｃ）水溶液は、Ｌ−アルギニン（Ｌ−Ａｒｇｉｎｉｎｅ［１４Ｃ（Ｕ）］、米国  Ｍｏｒａｖｅｋ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）を純水にて溶かし、１４０Ｂｑ／５μＬになるように濃度調整した。
なお、バイアルの作製方法は、プラスチックシンチレータの形状がペレット形状とシート形状の場合で異なるので、以下に場合分けして記載した。
【００５４】
ａ）ペレット形状の場合
ペレット状プラスチックシンチレータを用いた放射線測定方法の手順を図１に示した。手順については図１を用いて説明する。なお、当該方法は特許文献２記載の方法とほぼ同様の方法である。
バイアル２（低カリウムガラス製、２０ｍＬ瓶）に、ペレット形状プラスチックシンチレータ３ａ（ペレット直径３ｍｍ）を１５．５ｇ（平均１５．４７ｇ±０．２２ｇ）入れ、前記トリチウム水溶液１または前記炭素１４水溶液１を５μＬ滴下した。当該バイアルにキャップ４（ポリエチレン製、Ｍｅｒｉｄｉａｎ社製ｕＧＶ２−ＣＡＰ）で栓をした。栓をして閉鎖系となったバイアルをあらかじめ６０℃に加熱しておいた恒温槽５の中に４５分間入れ、  バイアルの中の水溶液（トリチウム水溶液または炭素１４水溶液）をバイアル内に蒸散させた。水溶液が蒸散したバイアルをＬＳＣ６の内に設置し、放射線量ｃｐｍ（計数率、ｃｏｕｎｔ  per  ｍｉｎｕｔｅ）を測定した。
【００５５】
ｂ）シート形状の場合
シート状プラスチックシンチレータを用いた放射線測定方法の手順を図２に示した。手順については図２を用いて説明する。
シート形状プラスチックシンチレータ３ｂ（幅１３ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの板状形状）の上に前記トリチウム水溶液１または前記炭素１４水溶液１を５μＬ滴下した。当該シート形状プラスチックシンチレータを４時間放置し、水溶液の水分を蒸発・乾燥させた。蒸発を確認後、当該シート形状プラスチックシンチレータの上からもう１枚のシート形状プラスチックシンチレータ３ｃ（幅１３ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの板状形状）を載置し、プラスチックシンチレータ／放射線源／プラスチックシンチレータのサンドイッチのような３層構造の試料３ｄを作製した。当該試料３ｄをバイアル２（低カリウムガラス製、２０ｍＬ瓶）に入れ、バイアルキャップ４（ポリエチレン製、Ｍｅｒｉｄｉａｎ社製ｕＧＶ２−ＣＡＰ）で栓をし、当該バイアルをＬＳＣ６の内に設置し、放射線量ｃｐｍ（計数率、ｃｏｕｎｔ  per  ｍｉｎｕｔｅ）を測定した。
【００５６】
上記操作から得られた毎分計数率ｃｐｍ（ｃｏｕｎｔ  per  ｍｉｎｕｔｅ）から、以下の計算式より計数効率Ｅｆｆ．（％）を算出した。
Ｅｆｆ．（％）  ＝  ｃｐｍ  ／  ｄｐｍ  ×  １００
すなわち計数効率Ｅｆｆ．（％）は、調整した試料（トリチウム水溶液：１４０Ｂｑ、炭素１４水溶液：１４０Ｂｑ）から毎分壊変率ｄｐｍ（ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｉｔｕｓ）を算出し、毎分計数率ｃｐｍで割り、百分率で示したものである。
【００５７】
ペレット形状プラスチックシンチレータの試験結果は表４に示した。実施例より参考例１のポリビニルトルエンを母体樹脂とするプラスチックシンチレータと同程度の計測効率になることが確認できた。
【表４】
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【００５８】
シート形状プラスチックシンチレータの試験結果は表５に示した。実施例より参考例２のポリビニルトルエン（ＰＶＴ）を母体樹脂とするプラスチックシンチレータと同程度の計測効率になることが確認できた。
【表５】
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【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のポリスチレン樹脂と、有機シンチレータと、スチレンを含んだエラストマーからなる軟質スチレン樹脂とからなる放射線検出用プラスチックシンチレータを利用することで、従来の汎用樹脂を母体樹脂としない高価格のプラスチックシンチレータを使用するより手軽に放射線検出検査を実施することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１    放射性物質を含む水溶液
２    バイアル
３ａ    ペレット状プラスチックシンチレータ
３ｂ    シート状プラスチックシンチレータ
３ｃ    シート状プラスチックシンチレータ（３ｂの上に載置するもの）
３ｄ    プラスチックシンチレータ／放射線源／プラスチックシンチレータの３層試料
４    バイアルのキャップ
５    恒温槽
６    液体シンチレーションカウンタ装置（ＬＳＣ）
【図１】
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【図２】
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