(57)【要約】  本発明は、放射線防護のための鉛代替材料に関し、この際、０．２５から２．００ｍｍの公称全鉛当量で、この鉛代替材料は、シリコーンベースのマトリックス材料１２から２２重量％、ＳｎまたはＳｎ化合物１から７５重量％、ＷまたはＷ化合物０から７３重量％、ＢｉまたはＢｉ化合物０から８０重量％を含有する。本発明はさらに、１種または複数種の次の元素：Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｔｈ、Ｕおよび／またはこれらの化合物および／またはＣｓＩを付加的に含有する鉛代替材料に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
６０から１４０ｋＶの電圧を伴うＸ線管のエネルギー範囲で放射線を防護するための鉛代替材料において、０．２５から２．００ｍｍの公称全鉛当量で、前記の鉛代替材料が、
シリコーンベース材料１２から２２重量％、
ＳｎまたはＳｎ化合物１から７５重量％、
ＷまたはＷ化合物０から７３重量％、
ＢｉまたはＢｉ化合物０から８０重量％
を含有する、鉛代替材料。
【請求項２】
前記の鉛代替材料が、
シリコーンベース材料１２から２２重量％、
ＳｎまたはＳｎ化合物１から３９重量％、
ＷまたはＷ化合物０から６０重量％および
ＢｉまたはＢｉ化合物０から６０重量％
を含有することを特徴とする、請求項１に記載の鉛代替材料。
【請求項３】
前記の鉛代替材料が、
シリコーンベース材料１２から２２重量％、
ＳｎまたはＳｎ化合物０から３９重量％、
ＷまたはＷ化合物１６から６０重量％および
ＢｉまたはＢｉ化合物１６から６０重量％
を含有することを特徴とする、請求項２に記載の鉛代替材料。
【請求項４】
前記の鉛代替材料が、
シリコーンベース材料１２から２２重量％、
ＳｎまたはＳｎ化合物４０から６０重量％、
ＷまたはＷ化合物７から１５重量％および
ＢｉまたはＢｉ化合物７から１５重量％
を含有することを特徴とする、請求項１に記載の鉛代替材料。
【請求項５】
前記の鉛代替材料が、１種または複数種の次の元素：Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍおよび／またはこれらの化合物および／またはＣｓＩの４０重量％以下を付加的に含有することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の鉛代替材料。
【請求項６】
前記の鉛代替材料が、前記の元素および／またはその化合物および／またはＣｓＩの２０重量％以下を付加的に含有することを特徴とする、請求項５に記載の鉛代替材料。
【請求項７】
前記の鉛代替材料が、前記の元素および／またはその化合物および／またはＣｓＩの８重量％以下を付加的に含有することを特徴とする、請求項６に記載の鉛代替材料。
【請求項８】
前記の鉛代替材料が、１種または複数種の次の元素：Ｔａ、Ｈｆ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｔｈ、Ｕおよび／またはその化合物の４０重量％以下を付加的に含有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の鉛代替材料。
【請求項９】
前記の鉛代替材料が、前記の元素および／またはその化合物の２０重量％以下を付加的に含有することを特徴とする、請求項８に記載の鉛代替材料。
【請求項１０】
前記の鉛代替材料が、前記の元素および／またはその化合物の８重量％以下を付加的に
含有することを特徴とする、請求項９に記載の鉛代替材料。
【請求項１１】
０．２５から０．６ｍｍの公称全鉛当量で、前記の鉛代替材料が、
シリコーンベース材料１２から２２重量％、
ＳｎまたはＳｎ化合物４９から６５重量％、
ＷまたはＷ化合物０から２０重量％、
ＢｉまたはＢｉ化合物０から２０重量％および
１種または複数種の元素Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍおよび／またはこれらの化合物および／またはＣｓＩの５から３５重量％
を含有することを特徴とする、請求項５から１０までのいずれか１項に記載の、６０から９０ｋＶの電圧を伴うＸ線管のエネルギー範囲で放射線を防護するための鉛代替材料。
【請求項１２】
前記のシリコーンベース材料が、シリコーンゴムを含有することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の鉛代替材料。
【請求項１３】
前記のシリコーンゴムが、ジメチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴムおよびポリビニルシリコーンゴムを包含することを特徴とする、請求項１２に記載の鉛代替材料。
【請求項１４】
充填材および処理助剤を含有することを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の鉛代替材料。
【請求項１５】
相互に異なる組成を有する複数の防護層からなる構造を有することを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の鉛代替材料。
【請求項１６】
別々か、または相互に結合している異なる組成の少なくとも２つの防護層からなる構造を有し、その際、体から遠い方に配置される防護層は、比較的低い原子番号を有する元素またはその化合物を主に含有し、体に近接して配置される防護層は、比較的高い原子番号を有する元素またはその化合物を主に含有することを特徴とする、請求項１５に記載の鉛代替材料。
【請求項１７】
別々か、または相互に結合している異なる組成の少なくとも２つの防護層からなる構造を有し、その際、少なくとも一方の層では、全重量の少なくとも５０％が、Ｓｎ、ＷおよびＢｉからなる群からの１種のみの元素またはそれらの化合物からなることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の鉛代替材料。
【請求項１８】
別々か、または相互に結合している異なる組成の少なくとも２つの防護層からなる構造を有し、その際、体から遠い方に配置される防護層は、比較的高いＸ線蛍光率を有する元素またはその化合物を主に含有し、体に近接して配置される防護層は、比較的低いＸ線蛍光率を有する元素またはその化合物を含有することを特徴とする、請求項１６に記載の鉛代替材料。
【請求項１９】
弱放射性層が、該放射性層とは別か、またはそれに結合している２つの非放射性防護層の間に埋封されていることを特徴とする、請求項１６から１８までのいずれか１項に記載の鉛代替材料。
【請求項２０】
前記の金属または金属化合物が顆粒状であり、その粒度が、次の式：
Ｄ５０＝（ｄ×ｐ／１０）ｍｍ
［上式中、Ｄ５０は、粒度分布の５０パーセンタイルを示し、ｄは、ｍｍでの層厚を示し、ｐは、全重量中での個々の材料成分の重量割合を示す］
による５０パーセンタイルおよび粒度分布Ｄ９０≦２×Ｄ５０の９０パーセンタイルを示すことを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか１項に記載の鉛代替材料。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか１項に記載の鉛代替材料から製造された放射線防護服。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６０から１４０ｋＶの電圧を伴うＸ線管のエネルギー範囲で放射線を防護するための軽量鉛代替材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断で使用するための慣用の放射線防護服の多くは、防護材料として鉛または酸化鉛を含有する。
【０００３】
特には次の理由で、この防護材料を他の材料に置換することが望ましい：
一方では、その毒性により、鉛およびその処理は、環境に対してかなりのダメージをもたらし；他方では、鉛の非常に高い重量により、防護服は必然的に非常に重く、身体的にかなり重い負担を使用者に与える。例えば、医学的操作の間に防護服を着る場合には、医者およびその従事者が感ずる着心地の良さおよび身体的負担に関して、その重さは、かなり重要である。
【０００４】
このため、長年にわたって、放射線防護の際の鉛の代替材料が求められていた。原子番号５０から７６を有する化学元素またはその化合物を使用することが、主に提案されている。
【０００５】
ドイツ特許第１９９５５１９２Ａ１号明細書は、マトリックス材料としてのポリマーおよび高い原子番号を有する金属の粉末から放射線防護材料を製造するプロセスを記載している。
【０００６】
ドイツ特許第２０１００２６７Ｕ１号明細書は、高弾性、軽量、柔軟でゴム様の放射線防護材料を記載しており、この際、５０以上の原子番号を有する化学元素およびその酸化物が、特定のポリマーに加えられる。
【０００７】
慣用の鉛製エプロンに比較して重量を減らすために、欧州特許第０３７１６９９Ａ１号明細書は、マトリックスとしてのポリマーに加えて、比較的高い原子番号を有する元素を同様に含有する材料を提案している。多数の金属が、ここでは挙げられている。
【０００８】
ドイツ特許第１０２３４１５９Ａ１号明細書は、６０から１２５ｋＶの電圧を伴うＸ線管のエネルギー範囲で放射線を防護するための鉛代替材料を記載している。
【０００９】
鉛代替材料のもう１つの重要な成分は、マトリックス材料であり、これは、少なくとも２つの機能を果たすべきである。マトリックス材料は、防護材料のためのキャリア層と解され、この層は例えば、ゴム、ラテックス、軟性または硬性ポリマーからなってよい。一方では、最終製品が、可能な限り軽量、弾性および柔軟であり、後続の処理の間に亀裂または破損が生じることもないことが望ましい。他方では、金属充填材は、マトリックス材料にしっかりと導入されるという条件で、完全に均質に分布していることが保証され、その結果、十分な耐磨耗性表面が保証されるべきである。
【００１０】
さらなるポイントは、マトリックス材料が生態学的に無害であることである。多くの慣用の材料は、ハロゲン含有ポリマー、例えば、ＰＶＣの形態である。これらの材料を使用すると、環境的にも、その鉛代替材料と直接接触する人にとっても、鉛代替材料を製造、使用およびリサイクルする際に避けられない深刻な問題が生じる。
【００１１】
さらに、いくつかの慣用の吸収材料は、このような材料と接触する人の健康に、無視できないほどのダメージを及ぼす蛍光放射線を発する顕著な傾向を有することが判明している。
【００１２】
使用される元素に応じて、該当する材料の減衰度または鉛当量（国際標準ＩＥＣ６１３３１−１、診断医療用Ｘ線に対する防護装置）は場合によって、Ｘ線管の電圧の関数である放射線エネルギーに対して顕著な依存性を示す。
【００１３】
鉛に比較して、無鉛材料の吸収特性は場合によって、Ｘ線エネルギーに応じてかなり異なる。このため、様々な元素を有利に組み合わせて、鉛の吸収特性に似せると同時に、重量に関する節減を最大化することが必要である。
【００１４】
したがって、鉛と比較すると、無鉛材料の既知の放射線防護服は、７０ｋＶより下および１１０ｋＶより上で、特に１２５ｋＶより上で、多かれ少なかれ吸収の顕著な低下を示す。このことは、鉛含有材料と同じシールド効果を達成するためには、このような防護服は管電圧のこの範囲では、単位面積当たりより高い重量を有しなければならないことを意味している。
【００１５】
このため、市販の無鉛放射線防護服の適用範囲は通常、限られている。
【００１６】
米国特許２００２／０１７９８６０号明細書は、ゴムならびにタングステンおよび／またはビスマスなどの金属を含有する放射線防護材料を開示している。シリコーンゴムが、使用されるゴムとして挙げられている。この放射線防護材料は、１１７３ｋＶから１３３２ｋＶのエネルギー範囲で防護をもたらす。
【００１７】
放射線防護のために鉛を置き代えることができるようにするためには、比較的広いエネルギー範囲にわたって可能な限り均一な吸収特性が、鉛に対して必要である。それというのも、放射線防護材料は慣用的に、鉛当量にしたがって分類され、放射線防護計算は往々にして、鉛当量をベースとしているためである。
【００１８】
複数の防護層からなる鉛代替材料の場合には、全鉛当量は、全防護層の合計鉛当量であると理解される。全公称鉛当量は、個人防護装置に関するＤＩＮ  ＥＮ６１３３１−３に従い製造者により示される鉛当量であると理解される。
【００１９】
コンピューター断層レントゲン写真撮影などの特殊なＸ線用途および骨密度測定では、さらに、手荷物検査装置では、１４０ｋＶまでのＸ線電圧が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、Ｘ線管の幅広いエネルギー範囲にわたって、つまり、広いエネルギー範囲にわたって使用することができると同時に、生態学的に無害で、有害な物質を含まず、ＵＶ放射線に対して耐性があるマトリックス材料を含有する鉛代替材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の目的は、６０から１４０ｋＶの電圧を伴うＸ線管のエネルギー範囲で放射線を防護する鉛代替材料により達成されるが、この際、この鉛代替材料は、マトリックス材料としてのシリコーンベース材料１２から２２重量％、スズまたはスズ化合物１から７５重量％、タングステンまたはタングステン化合物０から７３重量％、ビスマスまたはビスマス化合物０から８０重量％を含有する。この混合物は、０．２５から２．０ｍｍの公称全
鉛当量をカバーする。
【００２２】
この目的は、マトリックス材料および鉛代替金属に関して、高エネルギー範囲でもＸ線を有効にシールドすることができる材料およびその量を選択し、同時に、シリコーンベースの材料の選択を介して、前記の環境的要求を満たしうる一方で、高い弾性を保持する鉛代替材料を提供することにより達成された。
【００２３】
鉛代替材料中での高い割合のタングステンおよび／またはビスマスにより、高エネルギーの場合での吸収効果がかなり改善されることを、意外にも発見した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、シリコーンベースのマトリックス材料１２から２２重量％、ＳｎまたはＳｎ化合物１から３９重量％、ＷまたはＷ化合物０から６０重量％およびＢｉまたはＢｉ化合物０から６０重量％を含有することを特徴とする。
【００２５】
本発明の特に好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、シリコーンベースのマトリックス材料１２から２２重量％、ＳｎまたはＳｎ化合物１から３９重量％、ＷまたはＷ化合物１６から６０重量％およびＢｉまたはＢｉ化合物１６から６０重量％を含有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の他の好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、シリコーンベースのマトリックス材料１２から２２重量％、ＳｎまたはＳｎ化合物４０から６０重量％、ＷまたはＷ化合物７から１５重量％およびＢｉまたはＢｉ化合物７から１５重量％を含有することを特徴とする。
【００２７】
金属またはその化合物の完全に均質で、微細で、均一な分布を保証するという条件で、どのようなシリコーンベース材料もマトリックス材料として適していることが判明した。好ましいシリコーンゴムは、アルキル基、ビニル基および／またはフェニル基をポリマー鎖に有するものである。シリコーンゴムが特に適していることが判明している。この例には、ジメチルシリコーンゴム、フェニルメチルゴム、フェニルシリコーンゴムおよびポリビニルゴムが含まれる。
【００２８】
本発明の他の特に好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、１種または複数種の次の元素：Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍおよび／またはこれらの化合物および／またはＣｓＩの４０重量％以下を付加的に含有することを特徴とする。
【００２９】
下記の表１は、様々な光子エネルギーでの吸収端外での無鉛防護材料の質量減衰係数を示している。特定のエネルギーで有利に使用することができる元素には、下線が付されている。
【００３０】
【表１】
2007504467.tif 000002
【００３１】
１種または複数種の元素：Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍおよび／またはこれらの化合物および／またはＣｓＩを付加的に含有する鉛代替材料により、吸収効果の特に顕著な増加が達成される。こうして、防護服の重量をかなり減らすことができる。
【００３２】
記載の特性を達成するために、特定のエネルギー範囲をカバーするか、または比較的広いエネルギー範囲にわたって減衰の可能な限り均一な連続が得られるように、表１に従って個々の元素を組み合わせることが可能である。
【００３３】
前記の付加的な元素またはその化合物を鉛代替材料中で使用すると、特に、鉛代替材料中でのその重量が、２０％から４０％である場合には、防護効果の非常に比例的な増大が生じることが、意外にも発見された。
【００３４】
本発明のさらに好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、１種または複数種の次の元素：Ｔａ、Ｈｆ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｔｈ、Ｕおよび／またはこれらの化合物の４０重量％以下を付加的に含有することを特徴とする。
【００３５】
鉛代替材料中で付加的に使用することができる金属Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｔｈ、Ｕの場合には、廃棄物として得られるような比較的低い純度を有する金属および／またはその化合物および／またはＣｓＩを使用することも可能である。
【００３６】
シリコーンベースのマトリックス材料と、鉛代替金属またはその化合物の選択の組合せにより、本発明による鉛代替材料は、高いシールド効果を有し、弾性、軽量であるという放射線防護材料の条件を意外にも満たし、生態学的な無害性、例えば生物学的適合性、リサイクル性、低い排出に関して設けられた要求を全て高度にかなえている。
【００３７】
本発明による鉛代替材料は、強化のための充填材および添加剤を慣用量でさらに含有してもよい。充填材には例えば、綿繊維、合成繊維、繊維ガラス繊維およびアラミド繊維から製造された繊維または繊維材料が含まれる。
【００３８】
可能な強化充填材には、高分散シリカ、沈降シリカ、酸化鉄、酸化チタン、アルミニウム三水和物およびカーボンブラックが含まれる。
【００３９】
本発明による鉛代替材料は、材料の特性をさらに改善する処理助剤をさらに含有してもよい。これらには例えば、通常の可塑剤が含まれる。
【００４０】
ＤＩＮ  ＥＮ６１３３１−３では、公称鉛当量から下方の偏差は認められていない。しかしながら、標準のドイツ版は、例外、つまり、公称鉛当量からの１０％の偏差を認めている。このため、鉛代替材料の場合の鉛当量の連続が、エネルギー範囲にわたって可能な限り平坦であることが望ましい。
【００４１】
公称鉛当量を下回るか、より低い許容限界を下回る鉛当量の低下は、その放射線防護材料を、該当する管電圧では使用することができないことを意味している。それというのも、シールド効果が低すぎるためである。このような場合には、代わりに、鉛代替材料の単位面積当りの重量を増やして、ＤＩＮ  ＥＮ６１３３１−３の許される許容差を満たすことが必要である。しかしながら、単位面積当たりの重量の増加は、不利と見なされる。
【００４２】
もう１つの可能性は、エネルギーまたは管電圧に関して、用途範囲を限定することにある。
【００４３】
したがって本発明のさらなる目的は、該当する個々の元素またはその化合物の有効性を考慮して、所望のエネルギー使用範囲で、鉛当量の低下が可能な限り僅かなように、元素またはその化合物を選択することであった。
【００４４】
０．１ｋｇ／ｍ２の標準化質量負荷に対する鉛当量（ＬＥ）の増大値としての相対有効性Ｎｒｅｌを、複数の材料についての一連の試験で検査し、下記の表２にまとめた。これは、個々の元素の減衰特性を、前記の質量減衰係数よりもさらに明確に示している。それというのもこの場合には、吸収が、特定の吸収端の隣接領域にも及んでいるためである。
【００４５】
【表２】
2007504467.tif 000003
【００４６】
意外にも、元素またはその化合物は、次のように分類することができることが分かる：Ａ群：  ０．１ｋｇ／ｍ２当りＮｒｅｌ＜ＬＥ１．２〜１．６ｍｍの値を示す比較的低い有効性、および６０から８０ｋＶで低いかマイナスの増大値を示す材料。これらの元素またはその化合物には、Ｓｎ、ＢｉおよびＷが含まれる。
Ｂ群：  ０．１ｋｇ／ｍ２当りＮｒｅｌ≧ＬＥ１．３ｍｍを示す比較的高い有効性および６０から８０ｋＶで高い増大値を示す材料。
【００４７】
本発明の特に好ましい一実施形態では、Ｘ線の最も多い用途に対応する６０から１４０ｋＶのエネルギー範囲はしたがって、多少はオーバーラップする複数の範囲に分けられる：
１．  ６０〜９０ｋＶエネルギー範囲
このエネルギー範囲では、主に歯科用途の単一被爆技術およびパノラマ層技術が行われる。
２．  ６０〜１２５ｋＶエネルギー範囲
血管造影、コンピューター断層レントゲン写真撮影、心臓カテーテル検査、インターベンショナルラジオロジー、胸部硬放射線技術などの大抵のＸ線検査およびＸ線介入が、このエネルギー範囲内にある。
３．  １００〜１２５ｋＶエネルギー範囲
多くのコンピューター断層レントゲン写真撮影が、このエネルギー範囲に該当する。
４．  １２５〜１５０ｋＶエネルギー範囲
これは、特殊な用途、例えば特殊なコンピューター断層レントゲン写真撮影、骨密度測定、特殊な胸部硬放射線技術および核医学診断のためのエネルギー範囲である。
【００４８】
特定のエネルギー範囲でのみ使用することができる無鉛防護服は、製造者により相応に標識されなければならない。
【００４９】
６０から９０ｋＶの電圧を伴うＸ線管のエネルギー範囲で放射線を防護するための鉛代替材料の一実施形態では、０．２５から０．６ｍｍの公称全鉛当量のための鉛代替材料は、シリコーンベース材料１２から２２重量％、ＳｎまたはＳｎ化合物４９から６５重量％、ＷまたはＷ化合物０から２０重量％、ＢｉまたはＢｉ化合物０から２０重量％および元素Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍおよび／またはこれらの化合物および／またはＣｓＩのうちの１種または複数の５から３５重量％を含有することを特徴とする。エネルギー範囲は好ましくは、歯科用Ｘ線装置のＸ線管の範囲である。
【００５０】
比較的狭いエネルギー範囲では、Ｓｎが、Ａ群元素のうち最も有効であることが、表２により示されている。Ｂ群からは、Ｇｄが好ましいが、ＣｓＩも、非常に良好な特性を有する鉛代替材料をもたらした。
【００５１】
６０〜１２５ｋＶエネルギー範囲（一般的なＸ線範囲）：
表２から、例えば、鉛当量の低い増大値を伴う元素および高い増大値を伴う元素を選択して、鉛当量の連続が、範囲全体にわたって可能な限り平坦であるようにすることも有利には可能である。８０および１００ｋＶでの一定の過剰な増大値を、物理的に回避することができる。
【００５２】
したがって、Ａ群からの１種または複数の元素またはその化合物と、Ｂ群からの１種または複数の元素またはその化合物とを最適に組み合わせることが可能であり、この際、シールドの有効性により、該当する元素またはその化合物の利用性により、および鉛当量の可能な限り一定な連続により、この選択を行う。
【００５３】
Ａ元素またはその化合物の割合は、Ｂ元素またはその化合物の割合に左右される。したがって、Ｂ元素の割合が高くなったら、逆のエネルギー特性を有するＡ元素の相対重量割合も、かなり増大させて、エネルギー範囲にわたって可能な限り平坦な鉛当量の連続を維持しなければならない。
【００５４】
例えば、Ｂ元素またはその化合物が２０重量％を上回る割合であれば、ＳｎまたはＢｉの割合は、低いエネルギー依存性を保証するために４０重量％を超えるまで高くする必要がある。
【００５５】
１００〜１４０ｋＶエネルギー範囲：
これは、最近のコンピューター断層レントゲン写真撮影のためのエネルギー範囲である。
【００５６】
特にこの狭いエネルギー範囲内でその最も高いシールド効果を展開する元素またはその
化合物を使用することにより、高い防護効果または単位面積当たりの低い重量を達成することができる。利用性のために、より高い割合のＡ群の元素またはその化合物を、より低い割合のＢ群の元素またはその化合物と組み合わせることができ、この際、鉛当量の平坦なエネルギー連続は、この場合にはあまり重要ではない。それというのも、比較的小さいエネルギーウィンドーであるためである。
【００５７】
１２５〜１５０ｋＶエネルギー範囲：
この範囲は、放射線医学および核医薬での特殊な用途に関する。放射線防護服の単位面積当たりの重量はこの場合、最適化の最重要点（ｆｏｒｅｆｒｏｎｔ）ではない。それというのも、このような防護服は通常、この場合には短時間しか着用されないか、固定式の放射線防護スクリーンが使用されるためである。
【００５８】
元素またはその化合物の選択を、前記の基準に従い実施する。Ｂｉと組み合わされたＧｄおよびＥｒは、非常に良好な結果をもたらす。この範囲でのＷの効果は、低過ぎる。
【００５９】
したがってまとめると、最も頻繁に生じているＸ線用途に対応する個々のエネルギー範囲に関して、分割することにより、防護材料の組成を有利に最適化することができると述べることができる。
【００６０】
本発明のさらに好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、別々か、相互に結合している異なる組成の少なくとも２つの防護層からなる構造を含み、この際、少なくとも１つの層では、全重量のうちの少なくとも５０％が、Ｓｎ、ＷおよびＢｉからなる群からの１種のみの元素またはこれらの化合物から構成される。
【００６１】
本発明の他の好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、別々か、相互に結合している異なる組成の少なくとも２つの防護層からなる構造を含むことを特徴とし、この際、体から遠い方に配置される層は、比較的高いＸ線蛍光率を有する元素またはその化合物を主に含有し、体に近接して配置される防護層は、比較的低いＸ線蛍光率を有する元素またはその化合物を含有する。
【００６２】
材料にＸ線を照射すると、固有のＸ線が、蛍光放射線として励起される。蛍光率は、原子番号に依存している。この蛍光含分は、直ぐ下に位置する皮膚および臓器の放射線への付加的な暴露をもたらす。防護服での測定から、比較的低い原子番号を有する元素は、特に実際にＳｎの場合には、特に強く蛍光することが判明している。放射線防護材料が層構造である場合には、元素ごとに層状に実施して、最も低い蛍光率を有する元素を、皮膚側に置くことが有利に可能である。
【００６３】
市販の無鉛防護材料（材料Ｂ）の、ビルドアップ係数とも称される蛍光含分を、本願明細書に記載の原理に従い層状に構成された材料（材料Ａ）と比較して下記の表３に示す。見ると分かるように、ビルドアップ係数は、１．４２までの値に達しうる。つまり、皮膚の被爆はこの場合、蛍光含分により４２％まで高まる。
【００６４】
【表３】
2007504467.tif 000004
【００６５】
本発明の特に好ましい他の一実施形態では、鉛代替材料は、相互に異なる組成の複数の防護層からなる構造を有することを特徴とする。
【００６６】
鉛代替材料は、別々か、または相互に結合している異なる組成の少なくとも２つの防護層からなる構造を有してもよく、この際、体から遠い方に配置される防護層は、比較的低い原子番号を有する元素またはその化合物を主に含有し、体に近接して配置される防護層は、比較的高い原子番号を有する元素またはその化合物を主に含有する。
【００６７】
鉛代替材料はさらに、弱放射性層が、この放射性層とは別々か、またはそれに結合している２つの非放射性防護層の間に埋封されていることを特徴としてもよい。
【００６８】
高エネルギー放射線をシールドするためのＢ群の元素またはその化合物として、アクチノイドのトリウムまたはウランを使用することもでき、後者は例えば、劣化ウランの形態である。これらは、１２５〜１５０ｋＶのエネルギー範囲で高いシールド効果を有するが、これ自体が、弱放射性である。
【００６９】
２つのＢｉの非活性層の間に放射性層を埋封することにより、固有放射線の効果を和らげることができる。
【００７０】
トリウムまたはウランに対する固有の被爆量は多くの場合に、低くて、無視できるほどでなくてはならない。この場合、鉛の除去によって達成される利点および低い固有の被爆に対する高い防護効果によって達成される利点を計りにかけることが必要である。
【００７１】
本発明の他の好ましい一実施形態では、鉛代替材料は、その金属または金属化合物が顆粒状であり、その粒度が、次の式：
Ｄ５０＝（ｄ×ｐ／１０）ｍｍ
［上式中、Ｄ５０は、粒度分布の５０パーセンタイルを示し、ｄは、ｍｍでの層厚を示し、ｐは、全重量中での個々の材料成分の重量割合を示す］
による５０パーセンタイルおよび粒度分布Ｄ９０≦２×Ｄ５０の９０パーセンタイルを示すことを特徴とする。
【００７２】
金属粉末または金属化合物の粉末からなる防護層の鉛当量を測定すると、顆粒状物質からなる層の透過率は、同じ質量負荷を伴うフィルム層よりも高いことが意外にも判明した。これは主に、６０〜８０ｋＶの比較的低いエネルギー範囲に該当する。より高いエネルギーでは、透過率の局地的差異、即ち、Ｘ線コントラストは、かなり小さくなる。
【００７３】
例えば、３０％＝０．３のＳｎ含分および０．４ｍｍの層厚では、
Ｄ５０＝０．４ｍｍ×０．３＝０．０１２ｍｍ＝１２μｍ
である。
【００７４】
さらに、この粒度分布の９０パーセンタイルは、２×Ｄ５０＝２４μｍを上回るべきではない。
【００７５】
したがって、低い重量割合を有する材料は、小さい粒度を有するべきである。即ち、最適な防護効果が展開されるように、非常に微細でなければならない。
【００７６】
この効果を利用すると、放射線防護服の重量をさらに低減することができる。
【００７７】
シリコーンマトリックス材料と金属／金属化合物とを自体公知の方法で混合して、均一な混合物を得た後に、本発明による鉛代替材料をさらに加工し、硬化させると、所望の形態の密で、弾性な材料を生じさせることができる。他の加工技術は例えば、押出し、射出成形、圧延、圧縮による変形またはトランスファー成形である。好ましい一実施形態では、本発明による鉛代替材料は、シート状生成物の形態であり、これを自体公知の技術により、切断するなどして、所望の形態にすることができる。
【００７８】
本発明による材料は例えば、防護手袋、防護エプロン、患者用カバー、生殖腺防護、卵巣防護、防護用歯科シールド、固定式下半身用防護、テーブル用アタッチメント、固定または移動式放射線防護壁または放射線防護カーテンで有利に使用することができる。
【００７９】
以下では、実施例により、さらに、図面を参照して、本発明を詳述する。
【実施例】
【００８０】
実施例１
図１は、スズ２２重量％、タングステン２７重量％、エルビウム４重量％およびシリコーンマトリックス材料１５重量％を含有する本発明による鉛代替材料を示している。この鉛代替材料は、図１中で２と示されている。１は、アンチモン６５重量％、タングステン２０重量％およびマトリックス材料１５重量％からなる市販材料を示している。
【００８１】
図１は、公称鉛当量０．５ｍｍでの鉛代替材料の重量比較を示している。
【００８２】
０．５ｍｍの公称鉛当量を達成するために必要な単位面積当たりの重量は、本発明による材料の場合には、１００から１４０ｋＶで約７％しか上昇しない一方で、比較材料の場合には、この上昇は、かなり高いことが、図１から分かるであろう。
【００８３】
実施例２
図２は、スズ２０重量％、タングステン３６重量％、ビスマス２９重量％およびシリコーンマトリックス材料１５重量％を含有する本発明による鉛代替材料を示している。この鉛代替材料は、図２では２と示されている。１は、スズ７０重量％、バリウム１０重量％およびマトリックス材料２０重量％からなる市販の材料を示している。
【００８４】
図２は、０．５ｍｍの公称鉛当量での鉛代替材料の重量比較を示している。
【００８５】
０．５ｍｍの公称鉛当量を達成するために必要な単位面積当たりの重量は、本発明による材料の場合には、１００から１４０ｋＶで約９％しか上昇しない一方で、比較材料の場合には、この上昇は、約６０％であることが、図２から分かるであろう。
【００８６】
実施例３
Ｐｂ公称鉛当量０．５ｍｍでの６０〜９０ｋＶの歯科範囲のための無鉛の軽量放射線防
護エプロン。
【００８７】
Ｓｎ５９重量％、Ｇｄ２４重量％、Ｗ１重量％およびシリコーンマトリックス材料１６重量％を含有する無鉛放射線防護エプロンを製造した。
【００８８】
放射線防護効果は、僅か４．４ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量（約３５％の低減）で、対応する鉛エプロンの効果に相当する。
【００８９】
実施例４
６０〜１２５ｋＶ用途範囲のための無鉛軽量放射線防護エプロン。
【００９０】
Ｓｎ５０重量％、Ｗ１１重量％、Ｇｄ２３重量％およびシリコーンマトリックス材料１６重量％を含有する放射線防護エプロンを製造した。
【００９１】
鉛０．５ｍｍの公称鉛当量では、４．５ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量となり；鉛０．３５ｍｍの公称鉛当量では、３．３ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量となり；鉛０．２５ｍｍの公称鉛当量では、２．４ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量となった。
【００９２】
実施例５
６０〜１２５ｋＶ用途範囲のための無鉛軽量放射線防護エプロン。
【００９３】
Ｂｉ４０重量％、Ｓｎ２０重量％、Ｇｄ２４重量％およびシリコーンマトリックス材料１６重量％を含有する放射線防護エプロンを製造した。
【００９４】
鉛０．５ｍｍの公称鉛当量では、５．０ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量となった。
【００９５】
市販の無鉛放射線防護エプロンは、０．５０ｍｍの公称鉛当量で５．４から６．１ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量を示す。慣用の鉛／ゴム材料は、６．７５ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量を有する。
【００９６】
このように、防護服をかなり軽くすることができるという本発明の根本的な利点は明らかである。特に数時間にわたって防護服を使用する場合には、このことは非常に重要な利点である。
【００９７】
加えて、使用者が８０〜１００ｋＶの管電圧で作業している場合には、鉛当量は、対応する鉛エプロンのＰｂ０．５ｍｍの公称値を約２０％上回る。このことは、放射線防護の付加的な増大を意味している。
【００９８】
実施例６
コンピューター断層レントゲン写真撮影のための無鉛軽量放射線防護エプロン。
【００９９】
Ｂｉ４０重量％、Ｗ１０重量％、Ｇｄ３４重量％およびシリコーンマトリックス材料１６重量％を含有する放射線防護エプロンを製造した。
【０１００】
０．５ｍｍの公称鉛当量では、驚くほど低い僅か４．６ｋｇ／ｍ２の単位面積当たりの重量となった。
【０１０１】
実施例７
核医学用途のための無鉛軽量エプロン。
【０１０２】
Ｂｉ５０重量％、Ｇｄ２５重量％、Ｅｒ９重量％およびシリコーンマトリックス材料１６重量％から、核医学用エプロンを製造した。
【０１０３】
０．５ｍｍの公称全鉛当量では、単位面積当たりの重量は、４．８ｋｇ／ｍ２であった。
【０１０４】
実施例８
図３は、０．５ｍｍの鉛当量を有する鉛エプロンと比較しての、実施例３、４および６に記載の公称鉛当量０．５ｍｍの本発明による防護服の単位面積当たりの算出相対重量を示している。歯科用途、一般的なＸ線およびコンピューター断層レントゲン写真撮影（ＣＴ）のための防護エプロンはそれぞれ、示されているエネルギー範囲で、単位面積当たり最も低い重量を示すことが、図から分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】スズ２２重量％、タングステン２７重量％、エルビウム４重量％およびシリコーンマトリックス材料１５重量％を含有する本発明による鉛代替材料を示すグラフである。
【図２】スズ２０重量％、タングステン３６重量％、ビスマス２９重量％およびシリコーンマトリックス材料１５重量％を含有する本発明による鉛代替材料を示すグラフである。
【図３】実施例３、４および６による公称鉛当量０．５ｍｍの本発明による防護服と０．５ｍｍの鉛当量を有する鉛エプロンとの単位面積当たりの算出相対重量の比較を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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