(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に製品が積載され、移送手段により照射室に移送され線源ラックに設置された多数のガンマ線源によるガンマ線の照射で製品が処理される３段キャリアであって、
前記３段キャリアの中央部に設けられた中央容器と、前記中央容器の上側に設けられた上部容器、及び、前記中央容器の下側に設けられた下部容器が、仕切りによりお互いに区画されて成り立ち、
前記３段キャリアの高さは、前記線源ラックの高さより大きく形成され、
前記中央容器は、前記上部容器又は下部容器に比べ大きい高さを持つように形成され、
前記３段キャリアは、前方両側にヒンジで繋がれ回転するフレンチドアが設置され、
前記３段キャリアの上端部にブラケットが結合され、前記ブラケットには移動ホイ―ルが繋がれることにより、下側に設置された下部レールによってガイドされ上側に設置された上部レールに沿って移動可能に設置されたことを特徴とするガンマ線の照射処理用３段キャリア。
【請求項２】
前記３段キャリアの各容器には、製品が積載する引き出しやメッシュパレットが収納されるように具備されたことを特徴とする請求項１に記載のガンマ線の照射処理用３段キャリア。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の３段キャリアに設けられた中央容器、上部容器、下部容器の内部に製品を積載し、前記３段キャリアが移送手段により照射室に移送され線源ラックに設置された多数のガンマ線源によるガンマ線の照射で製品が処理されるガンマ線の照射処理方法において、
前記線源ラックより大きい高さを持つ前記３段キャリアが、前記線源ラックの周りを移動しながら製品がガンマ線により照射処理されることにより、
前記中央容器に積載され照射処理される製品には線源重畳（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｖｅｒｌａｐ）のガンマ線の照射效果を現わし、前記上部容器及び下部容器に照射処理される製品には製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｒｌａｐ）のガンマ線の照射效果を現わすことを特徴とする３段キャリアを利用したガンマ線の照射処理方法。
【請求項４】
前記中央容器に第１線量の照射が必要な製品を積載し、前記上部容器及び下部容器に滅菌效果の均一度の維持が必要な製品を積載し、３段キャリアを照射室に移送させガンマ線源によるガンマ線の照射で製品を処理することにより、
前記中央容器に第１線量の照射が成り立ち、
前記上部容器及び下部容器には、均一な第２線量の照射が成り立つことにより、
線量の違う様々な種類の製品を同時に照射処理することができ、
前記第１線量は前記第２線量より高い
ことを特徴とする請求項３に記載の３段キャリアを利用したガンマ線の照射処理方法。
【請求項５】
前記上部容器の内部に積載される製品の高さを均一な第２線量が照射されるようにし、前記第２線量は前記中央容器に照射される第１線量より低いことを特徴とする請求項３に記載の３段キャリアを利用したガンマ線の照射処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガンマ線の照射処理技術に関することであり、もう詳しくはキャリアを利用して線源重畳と製品重畳を適用することができるし、均一な滅菌、エネルギーの利用效率の増大、迅速な処理による生産性向上が可能なガンマ線の照射処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に電磁気輻射スペクトル（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）からガンマ線（ｇａｍｍａ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）は、Ｘ線と一緒に高エネルギー部の末端の近くに位置され、ガンマ線のエネルギーは分子結合を破壊し原子をイオン化させるほどに強いであるが、原子核の構造に影響を与えるだけの強さではないことが知られている。したがってガンマ線は照射を受ける対象製品の化学的、物理的または生物学的性質を変化させるが、対象製品は放射能を現わさない。
【０００３】
コバルト―６０とセシウム―１３７は高エネルギーとかなり長い半減期（コバルト―６０は ５．２７年、セシウム―１３７は３０．１年）のため放射線処理のための最もて適するガンマ線源（ｇａｍｍａ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ）である。しかし、セシウム―１３７は、空気中に露出され水分吸収しとける常温潮解性（ｄｅｌｉｑｕｅｓｃｅｎｃｅ）に因る酸化などの取り扱い上の問題の発生する恐れがあるので食品の照射には利用されていない。よって、現在ほとんどすべての産業の放射線処理施設はガンマ線源でコバルト―６０を使っている。
【０００４】
図１を参考すれば、従来のガンマ線の照射施設（ｇａｍｍａ  ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｆａｃｉｌｉｔｙ）は、照射対象物である製品をフォ―クリフトで移してキャリアＣに積載しコンベヤー１０に乗せ照射室（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｒｏｏｍ、２０）に送られる。
【０００５】
コバルト−６０のガンマ線源は、多数が線源ラック（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ  ｒａｃｋ、Ｒ）に収納されたまま照射室２０の下に位置した貯蔵室（ｓｈｉｅｌｄｅｄ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｒｏｏｍ、３０）の内部に格納されることができるし、これは乾式または湿式に設計されることができる。例えば、コバルト―６０で発生するガンマ線は水深４．５mで遮蔽されるため水槽の深みは６〜７ｍで十分で、水槽の水は定数装置によって循環されながら精製される。
【０００６】
前記照射室２０は約２ｍ厚さのコンクリ―トの遮蔽壁（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｓｈｉｅｌｄ、４０）で取り囲まれていてコントロ―ルコンソ―ル（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｏｎｓｏｌｅ、５０）などが位置した室外に放射線が漏出されないように幾何学的な迷路（ｍａｚｅ）のように設計される。
【０００７】
そして、貯蔵室３０に遮蔽され貯蔵されたガンマ線源は、昇降装置（ｓｏｕｒｃｅ  ｈｏｉｓｔ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ、６０）により貯蔵室３０の水槽から自動的に上昇し、コンベヤー１０を通じ照射室３０の内部に移動したキャリアＣに積載された製品に対し連続的な照射が成り立って滅菌処理された後、コンベヤー１０により照射室３０の外部に移動するようになることである。
【０００８】
共に、ガンマ線源の照射処理の中には、作業員が照射室に入って行くことができないように、インターロックシステム（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ  ｓｙｓｔｅｍ）に設計されていて、作業中に放射線が漏出されれば自動警報装置が作動する。
この時、線源の照射においてエネルギーの利用を極大化するために、製品に対する線源露出量と吸収均一性が重要であり、製品によって他の処理量が要求され、このような多様な要請に合わせるために何種類の照射タイプが開発された。
例えば、図２及び図３のように照射線源とキャリアによって製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｌａｙ）と線源重畳（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｖｅｌａｙ）という２タイプに大別される。
【０００９】
図２を参考すれば製品重畳において、キャリアＣはコンベヤー１０上から２個の階と ４個の列を成しながら線源ラックＲの周りに沿って移動し、２個の階の間はリフト装置（図示せず）によって製品を上下で位置引換させる。この時、２個の階に置かれたキャリアの高さの和は、線源ラックの高さより大きい。よって、製品重畳では吸収均一性が維持され、線源から照射されるガンマ線のエネルギーは無駄に使いされない製品はエネルギーを最大限吸収し、エネルギーの利用效率の高い長所はあるが、製品の全体が均一な線量分布を現わすためには上側に積層された製品をまた下側に移動させて等しく照射処理しなければならないのに作業が煩わしく照射処理時間が２倍以上必要となる短所がある。
【００１０】
図３を参考すれば線源重畳において、キャリアＣはコンベヤー１０上から１個の階と複数の列を成して線源ラックＲの周りに沿って移動し、キャリアたちの高さは製品重畳でのキャリアたちの高さよりもっと大きいであるが、線源ラックの高さよりは小さい。よって、線源重畳では線源中央部で強いガンマ線が放出されながら最大の線量で照射され、製品の照射処理時間が短縮され、吸収均一性が製品重畳と似ている長所があるが、製品に照射されるガンマ線を除いたあげくのガンマ線は虚空に放射されエネルギーの利用效率が落ちる短所がある。
【００１１】
ところが、従来には商業的に利用されるガンマ線の照射施設は、製品重畳または線源重畳の中でどの一つの形態に設計され建築されるから、一つの設備からガンマ線の照射処理の中に製品重畳と線源重畳を同時に選択し利用することは不可能な問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前述の課題を解決するために案出されたものであって、ガンマ線の照射処理に３段キャリアを利用し線源重畳（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｖｅｒｌａｐ）と製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｒｌａｐ）を同時にまたは選択的に適用することができるし、線量の違う様々な種類の製品たちを同時に処理可能であり、均一な滅菌で品質安全性が確保され、エネルギーの利用效率を増大させることができるガンマ線の照射処理用３段キャリア及び３段キャリアを利用したガンマ線の照射処理方法の提供にその目的がある。
【００１３】
また処理工程の単純化及び迅速な処理により生産性が向上され、線源購買頻度を減らすことができ費用が節減され、処理工程中に製品の破損や誤動作を防止することができることにもその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の課題を解決するために本発明は、内部に製品が積載され、移送手段により照射室に移送され線源ラックに設置された多数のガンマ線源によるガンマ線の照射で製品が処理される３段キャリアであって、前記３段キャリアの中央部に備われた中央容器と、前記中央容器の上側に設けられた上部容器、及び、前記中央容器の下側に設けられた下部容器が、仕切りによりお互い区画され成り立て、前記３段キャリアの高さは、前記線源ラックの高さより大きく形成され、前記中央容器は、前記上部容器又は下部容器に比べ大きい高さを持つように形成されたことを特徴とするガンマ線の照射処理用３段キャリアを提供する。
【００１５】
さらに、前記３段キャリアの各容器には、製品が積載する引き出しやメッシュパレットが収納されるように具備されたことにもその特徴がある。
【００１６】
なお、前記３段キャリアは、前方両側にヒンジで繋がれ回転するフレンチドアが設置され、前記３段キャリアの上端部にブラケットが結合され、前記ブラケットには移動ホイ―ルが繋がれることにより、下側に設置された下部レールによってガイドされ上側に設置された上部レールに沿って移動可能に設置されたことにもその特徴がある。
【００１７】
また、本発明は３段キャリアに備われた中央容器、上部容器、下部容器の内部に製品を積載し、前記３段キャリアが移送手段により照射室に移送され線源ラックに設置された多数のガンマ線源によるガンマ線の照射で製品が処理されるガンマ線の照射処理方法において、前記線源ラックより大きい高さを持つ前記３段キャリアが、前記線源ラックの周りを移動しながら製品がガンマ線の照射処理されることにより、前記中央容器に積載され照射処理される製品には線源重畳（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｖｅｒｌａｐ）のガンマ線の照射效果を現わし、前記上部容器及び下部容器に照射処理される製品には製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｒｌａｐ）のガンマ線の照射效果を現わすことを特徴とする３段キャリアを利用したガンマ線の照射処理方法を提供する。
【００１８】
ここで、前記中央容器に高線量の照射が必要な製品を積載し、前記上部容器及び下部容器に滅菌效果の均一度の維持が必要な製品を積載し、３段キャリアを照射室に移送させガンマ線源によるガンマ線の照射で製品を処理することにより、前記中央容器に高線量の照射が成り立て、前記上部容器及び下部容器には、均一な低線量の照射が成り立つことにより、線量の違う様々な種類の製品を同時に照射処理することができるにもその特徴がある。
なお、前記上部容器の内部に積載される製品の高さを低め均一な線量が照射されるようにすることにもその特徴がある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ガンマ線の照射処理に３段キャリアを利用し線源重畳（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｖｅｒｌａｐ）と製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｒｌａｐ）を同時にまたは選択的に適用することができ、線量の違う色々種類の製品たちを同時に処理可能であり、均一な滅菌で品質安全性が確保され、エネルギーの利用效率を増大させることができる效果がある。
【００２０】
また、処理工程の単純化及び迅速な処理により生産性が向上して、線源購買頻度を減らすことができて費用が節減され、処理工程中に製品の破損と誤動作を防止することができる效果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のガンマ線の照射施設を図示した図面である。
【図２】製品重畳の照射タイプを図示した図面である。
【図３】線源重畳の照射タイプを図示した図面である。
【図４】コバルト―６０のスラッグとペンシルを図示した図面である。
【図５】コバルト―６０線源ラックのビルドアップを図示した図面である。
【図６】コバルト―６０放射性核種の崩壊過程を図示した図面である。
【図７】本発明による３段キャリアを図示した斜視図である。
【図８】本発明による３段キャリアに製品を積載した状態を図示した図面である。
【図９】本発明による３段キャリアの線源重畳と製品重畳の照射を図示した図面である。
【図１０】ガンマ線ガンマ線源と３段キャリアの位置別線量分布をグラフに図示して現わした図面である。
【図１１】３段キャリアで他の線量に照射処理できることを見せてくれる図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明によるガンマ線の照射処理用３段キャリア及び３段キャリアを利用したガンマ線の照射処理方法を実施するための具体的な内容に対して実施例を中心に詳しく説明する。
【００２３】
まず、放射性核種であるコバルト―６０は産業及び医学用などで最も一般的なガンマ線の線源で使われている。放射性コバルトの生産は安定したアイソトープコバルト―５９で豊かな元素である天然のコバルト金属から出発する。
【００２４】
小さなシリンダー形態を持つ９９．９％の純粋コバルト焼結パウダーで作られジルコニウム合金のカプセル中に熔接収納されたスラッグ（ｓｌｕｇ）は、原子炉中でおおよそ１８〜２４ヶ月の間とどまるようになる。原子炉中にあるうちにコバルト―５９の原子は中性子を吸収しコバルト―６０原子に転換される。コバルトスラッグで原子たちの一部がコバルト―６０の原子に転換される。非放射能はおおよそコバルトの１２０Ｃｉ／ｇに制限される。図４のように照射後にコバルトスラッグを含んだカプセルはガンマ線が透過されることができる形態で最終的な線源ペンシル（ｓｏｕｒｃｅ  ｐｅｎｃｉｌ）で生産されるためにステンレススチール中にもっとカプセル化される。図５を参考すれば要求されたガンマ線源はこのような線源ペンシルを線源モジュール（ｓｏｕｒｃｅ  ｍｏｄｕｌｅ）の内部の所定の位置にローディングさせることで作られる。そして、このような線源モジュールは産業の照射装置の線源ラック（ｓｏｕｒｃｅ  ｒａｃｋ、Ｒ）にかけて分配させる。
【００２５】
図６を参考すれば、コバルト―６０は主に一つのネガティブベータ粒子（最大エネルギー０．３１３ＭｅＶ）を発散しながら５．２７年の半減期を持つ安定的なニッケルアイソトープに崩壊される。そして、ニッケル―６０は励起状態になって、直ちに安定した状態に到逹するために１．１７ないし１．３３ＭｅＶエネルギーの２個の光子を発散する。コバルト―６０原子の崩壊の時ごとにコバルト線源の強度または放射能レベルは５．２７年に５０％に減少するようになる。照射装置の要求された用量を維持するためにコバルト―６０の線源ペンシルが周期的に線源ラックに添加される。コバルト―６０線源ペンシルは２０年位の有效寿命が終わった時照射装置から除去される。
【００２６】
本発明によるガンマ線の照射処理用３段キャリア１は内部に製品Ｔが積載され、移送手段により照射室に移送され、上述したガンマ線源によるガンマ線の照射で製品が処理される。よって、線源重畳と製品重畳を同時にまたは選択的に適用することができるし、均一な滅菌、エネルギーの利用效率の増大、迅速な処理による生産性の向上が可能である。
【００２７】
これのために、図７及び図８を参考すれば３段キャリア１は中央部に中央容器１００が具備され、前記中央容器１００の上側に形成された上部容器２００及び前記中央容器１００の下側に形成された下部容器３００が仕切り（ｓｅｐｔｕｍ、Ｓ）によりお互い区画されて成り立つ。
【００２８】
また、前記３段キャリア１の高さは前記線源ラックＲの高さより大きく形成される。よって、前記線源ラックＲより大きい高さを持つ前記３段キャリア１が内部に製品Ｔが積載したまま移送手段に沿って照射室に移送され前記線源ラックＲの周りを移動しながら製品がガンマ線の照射処理されることにより線源重畳（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｖｅｒｌａｐ）と製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｒｌａｐ）の長所を同時に保有するようになる。
【００２９】
前記中央容器１００は前記上部容器２００や下部容器３００に比べ大きい高さを持つように形成され、大量の製品を処理することができ単位時間当りの処理量が大きく増加し生産性も向上する。
【００３０】
図８を参考すれば、前記３段キャリア１の各容器には製品Ｔの積載が容易いように製品が積載する引き出しやパレットＰが収納されるように具備され、前記パレットはガンマ線の透過が容易いようにメッシュ網の形態で成り立ったメッシュパレットであることが望ましい。
【００３１】
一つの実施例として前記３段キャリア１は前方両側にヒンジで繋がれ回転されるフレンチドア４００が設置され、上端部に複数のブラケット５００が結合され、前記ブラケット５００には移動ホイール６００が繋がれる。前記移動ホイール６００は天井に設置された上部レールＵに回転移動可能に繋がれ上部レールＵに沿って前記３段キャリア１が移動可能に設置される。この時、前記３段キャリア１の下側には下部レールＤが設置されて前記３段キャリア１の移動をガイドする。
【００３２】
本発明は前記３段キャリア１に具備された中央容器１００、上部容器２００、下部容器３００の内部に製品Ｔを積載し、前記３段キャリア１が移送手段により照射室に移送され線源ラックＲに設置された多数のガンマ線源によるガンマ線の照射で製品が処理されるガンマ線の照射処理方法を提供する。
【００３３】
図９を参考すれば、前記線源ラックＲより大きい高さを持つ前記３段キャリア１が前記線源ラックＲの周りを移動しながら製品Ｔがガンマ線の照射処理されるによって、前記中央容器１００に積載され照射処理される製品には線源重畳（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｖｅｒｌａｐ）のガンマ線の照射效果を現わし、前記上部容器２００及び下部容器３００に照射処理される製品には製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｒｌａｐ）のガンマ線の照射效果を現わすので、線源重畳と製品重畳の長所を同時に保有するようになり、こういうわけで線源重畳と製品重畳を同時にまたは選択的に適用することができるので、製品に対する照射処理を依頼する業社は製品重畳と線源重畳の工程に対する選択権を持つようになり滅菌製品の品質確保と納品時間の短縮などによる経済的利益を増加させることができる。
【００３４】
また、図１０を参考すればガンマ線源は光の直進性に因って線源中央で一番高い照射量を現わしその線量分布は中央容器１００では比較的均一な線量分布と高い照射量を現わし、上部容器２００及び下部容器３００では比較的均一な線量分布と相対的に低い照射量を現わす。
【００３５】
さらに、中央容器１００は他の容器に比べ大きく形成され中央容器１００ではガンマ線の直進性に因って既存の照射量に比べ５０％以上高く現れる。よって、既存にはリフト装置を通じ上端部と下端部の製品を上下に入れ替って均一な照射が成り立つように処理したが、本発明ではこのような上、下端部の製品の入れ替え作業が必要なくて、製品投入後リフト装置を使う必要がないので処理工程の中に製品の破損と誤動作を防止することができるし、中央容器１００で高くて均一な線量で製品に対する滅菌の照射が短い時間に大量で速かに成り立つことができる。
【００３６】
また、前記中央容器１００に高線量の照射が必要な製品を積載し、前記上部容器２００及び下部容器３００に低線量の照射及び滅菌效果の均一度維持が必要な製品を積載し、３段キャリア１を照射室に移送させてガンマ線源によるガンマ線の照射で製品を処理することで、前記中央容器１００に高線量の照射が成り立って、前記上部容器２００及び下部容器３００には均一な低線量の照射が成り立つことで、線量の違う様々な種類の製品を同時に照射処理可能である。
【００３７】
そして、前記上部容器２００の内部に積載される製品の高さを低めて均一な線量が照射されるようにできるので、すなわち、製品重畳の照射タイプにおいて製品の積載量が少なくなればガンマ線が透過することができる效果がもっと大きくなるから、内部と外部の線量均一度が増加されることになる。したがって線量均一度をもっと望ましい方向に処理することができる。
【００３８】
下記の表１は従来技術の製品重畳及び線源重畳の照射処理方法と本発明のガンマ線の照射処理方法による処理時間及び一日生産量などを一例を持って比べたものである。
【００３９】
【表１】
0006674037.tif 000002
前記表１から確認することができるところのように、本発明によるガンマ線照射処理方法は３段キャリアを利用し線源重畳と製品重畳（ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｖｅｒｌａｐ）を同時にまたは選択的に適用することができるし、線量の違う様々な種類の製品たちを同時に処理可能であり、均一な滅菌で品質安全性が確保されることができるし、処理工程の単純化及び迅速な処理によって生産性が向上することになる。
本発明で前記の実施形態は一つの例示として本発明がここに限定されるものではない。本発明の特許請求範囲に記載された技術的思想と実質的に等しい構成を持って等しい作用效果を成すことはどんなことでも本発明の技術的範囲に含まれる。
【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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【図６】
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【図７】
0006674037.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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