(57)【要約】  本発明は、放射線減衰組成物として、すなわち、電離放射線、特にX及びガンマ型の電磁放射線を減衰することができる組成物として、エルビウム及びプラセオジムを含む、混合物の利用に関する。また、本発明は、エルビウム及びプラセオジムに基づく組成物を含む放射線減衰材料と、電離放射線に対してグループまたは個人の防護を提供し、該材料を含む、防護製品と、に関する。本発明は、核医学（シンチグラフ、放射線治療等）、放射線医学、医用画像、原子力産業等での利用に適する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線減衰組成物として、
−30から70質量%のエルビウムまたはその化合物
−20から50質量%のプラセオジムまたはその化合物
−0から50質量%のビスマスまたはその化合物
を含む、混合物の利用。
【請求項２】
前記エルビウムの化合物が、酸化エルビウムであること、
を特徴とする請求項１に記載の利用。
【請求項３】
前記酸化エルビウムが、化学式Er2O3の三二酸化エルビウム（III）であること、
を特徴とする請求項２に記載の利用。
【請求項４】
前記プラセオジムの化合物が、酸化プラセオジムであること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の利用。
【請求項５】
前記酸化プラセオジムが、化学式Pr6O11の酸化プラセオジム（III-IV）であること、
を特徴とする請求項４に記載の利用。
【請求項６】
前記放射性減衰組成物が、55から65質量%の酸化エルビウムと、35から45質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の利用。
【請求項７】
前記放射性減衰組成物が、（60±2）質量%の酸化エルビウムと、（40±2）質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項６に記載の利用。
【請求項８】
前記放射性減衰組成物が、30から45質量%の酸化エルビウムと、20から30質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の利用。
【請求項９】
前記放射性減衰組成物が、33から42質量%の酸化エルビウムと、22から28質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項８に記載の利用。
【請求項１０】
放射線減衰組成物が散在する母材を含む放射線減衰材料であって、該組成物が、粉末の形であり、該組成物が、
−30から70質量%のエルビウムまたはその化合物
−20から50質量%のプラセオジムまたはその化合物
−0から50質量%のビスマスまたはその化合物
を含むことを特徴とする、放射線減衰材料。
【請求項１１】
前記エルビウムの化合物が、酸化エルビウムであること、
を特徴とする請求項１０に記載の放射線減衰材料。
【請求項１２】
前記酸化エルビウムが、化学式Er2O3の三二酸化エルビウム（III）であること、
を特徴とする請求項１１に記載の放射線減衰材料。
【請求項１３】
前記プラセオジムの化合物が、酸化プラセオジムであること、
を特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の利用。
【請求項１４】
前記酸化プラセオジムが、化学式Pr6O11の酸化プラセオジム（III-IV）であること、
を特徴とする請求項１３に記載の利用。
【請求項１５】
前記放射性減衰組成物が、55から65質量%の酸化エルビウムと、35から45質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項１６】
前記放射性減衰組成物が、（60±2）質量%の酸化エルビウムと、（40±2）質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項１５に記載の放射性減衰材料。
【請求項１７】
前記放射性減衰組成物が、30から45質量%の酸化エルビウムと、20から30質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項１８】
前記放射性減衰組成物が、33から42質量%の酸化エルビウムと、22から28質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載の放射性減衰材料。
【請求項１９】
前記母材が、材料の質量の10から25質量%を示し、前記放射性減衰組成物が、材料の質量の75から90質量%を示すこと、
を特徴とする請求項１０から１８のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項２０】
前記母材が、材料の質量の（15±2）質量%を示し、前記放射性減衰組成物が、材料の質量の（85±2）質量%を示すこと、
を特徴とする請求項１０から１９のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項２１】
前記放射性減衰組成物が、数で少なくとも90%が20μm以下の平均粒子サイズを有する粒子で構成されること、
を特徴とする請求項１０から２０のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項２２】
請求項１０から２１のいずれか１項に記載の放射線減衰材料を含む、
電離放射線、特にX及びガンマ型の電磁放射線に対する防護を提供する製品。
【請求項２３】
防護を提供する製品が、グローブ、オーバーオール、カズラ、ジャケット、スカート、オーバースリーブ、甲状腺プロテクター、生殖腺プロテクター、腋窩防護服、眼球防護ヘッドバンド、作業エリア、カーテン、シート、台、パネル、または、防護スクリーンであること、
を特徴とする請求項２２に記載の防護を提供する製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線減衰組成物、すなわち、電離放射線、特に、X及びガンマ型の電磁放射線を減衰する特性を有する組成物として、エルビウム及びプラセオジムを含む、混合物の利用に関する。
【０００２】
また、本発明は、エルビウム及びプラセオジムを含む放射線減衰組成物を含む放射線減衰材料と、そのような材料を含む個人用または集団用の電離放射線の防護を提供する製品と、に関する。
【０００３】
本発明は、電離放射線に対する防護が求められる全ての分野、特に、核医学（シンチグラフィー、放射線治療等）、放射線医学、医用画像、及び、原子力産業の分野で、適用可能である。
【背景技術】
【０００４】
幾つかの専門的職業においては、電離放射線を防ぐために、通常、衣服及び他の製品を利用する。
【０００５】
このことは、電離放射線が診断及び治療の目的で用いられる、医学、放射線医学、または医用画像の分野において、特に当てはまる。
【０００６】
また、ポリマーの重合、親和、架橋、または分解の化学的効果を得るために放射線が用いられる、プラスティック材料産業、特に、核燃料粉末の硬化の際に、または、施設の解体から、オペレーターが放射線の危険に曝される原子力産業、あるいは、電離放射線の利用に基づく分析技術が用いられる、例えば製造部品の調査及び管理研究室にも当てはまる。
【０００７】
現在市場で入手可能な放射線防護製品の大部分は、製品の目的に応じた特性の、シートの形または細かい粒子の形の鉛を含む、母材を含み、この鉛は、金属、酸化物または塩の状態であってもよい。
【０００８】
鉛及びその化合物の毒性を考えると、そのような防護製品の製造は、製造に携わる個人の汚染を防ぐために、重く高価な備品を必要とする。
【０００９】
また、これらの製品の製造からの廃棄物の処分と、使用後の防護製品の処分は、特定の回収及び処理経路を必要とし、そうでなければ、それらが含み得る環境への全ての悪影響を伴って、単に埋め立て処理される。
【００１０】
また、近年、放射線減衰剤としての鉛の利用を、電離放射線を減衰可能で、毒性がなく、または、全ての場合に鉛よりも毒性の弱い、他の金属の利用に置き換える提案が成されている。
【００１１】
従って、例えば、特許文献１は、バリウム、タングステン、またはビスマス元素の塩から成る放射線減衰組成物の利用を提唱している。
【００１２】
特許文献２は、ガドリニウム酸化物Gd2O3と、タングステンと、LaO3、CeO2、Nd2O3、Pr6O11、Eu2O3及びSm2O3等のガドリニウム以外のレアアースの一つ以上の酸化物とを含む、組成物の利用を記載している。
【００１３】
特許文献３は、タングステン、ビスマス及びランタンの酸化物から成る組成物の利用を提唱している。
【００１４】
特許文献４は、アンチモン、ビスマス、ヨード、タングステン、スズ、タンタル、エルビウム、バリウムから選択される少なくとも二つの元素、それらの塩、化合物及び合金を含む組成物の利用を提案しており、また、特許文献５は、幾つかの層が、スズ、アンチモン、ヨード、セシウム、バリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム及びネオジムから選択され、60から70の範囲の原子数を有する第二の放射線減衰元素が任意で組み合される、放射線減衰元素を含む、多層放射線防護材料を記載している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献２、４及び５で引用され、放射線減衰組成物において利用可能な、化学元素の一部を、エルビウム及びパラセオジムが形成することには異議は唱え得ないが、これらの参考文献において、電離放射線を減衰するために、単独でまたは組み合わせて取り込まれるこれらの二つの元素の実際の能力に関しては、何の記載もないことが分かっている。
【００１６】
さらに、研究の範囲内で、エルビウムまたはその化合物とパラセオジムまたはその化合物とを含む混合物が、特に興味深い放射線減衰特性を有し、これらの特性が、電離放射線、特に、X及びガンマ型の電磁放射線に対して、非常に効果のある防護を保証し得る材料及び防護製品を形成するために、有利に利用され得ることを、発明者が発見したことが分かっている。
【００１７】
本発明が基礎とするものは、この所見に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
従って、本発明の課題は、まず、放射線減衰組成物として、
−30から70質量%のエルビウムまたはその化合物
−20から50質量%のプラセオジムまたはその化合物
−0から50質量%のビスマスまたはその化合物
を含む、混合物の利用である。
【００１９】
本発明の範囲内で用いられる放射線減衰の原理の基礎は、一方では電離放射線からの光子と、他方では該光子のエネルギーの一部を吸収する少なくとも一つの放射線減衰化学元素との間で起こる、相互作用である。
【００２０】
この電離放射線は、一つ以上の放射性原子の崩壊中にそれらにより放射される、ガンマ型の電磁放射線であってもよい。
【００２１】
この電離放射線は、通常数十から数百キロボルト（kV）の範囲の電位差が印加されるX線発生器により生じる場合、X型の電磁放射線であってもよい。
【００２２】
この相互作用の可能性及び強度は、放射線減衰化学元素の特性、元素の原子核と電子雲の異なる殻との間の結合力、または、電離放射線のエネルギー等の、様々なパラメータに、密接に関連している。
【００２３】
具体的には、放射線を減衰するための化学元素の能力が、相互作用の可能性に比例し“反応断面積”として知られる質量減衰係数により、測定可能である。
【００２４】
従って、反応断面積が大きいほど、減衰が大きい。周期律の同じ元素に対しては、断面積は、この元素の異なる電子殻の結合エネルギーに関する不連続性を示す。
【００２５】
放射線減衰化学元素による光子（ガンマまたはX）の吸収現象は、光子のエネルギーが、化学元素の電子の一つの結合エネルギーよりも実質的に大きい場合に観察される。この現象は、光子のエネルギーが、放射線減衰化学元素のより深い電子殻から電子を追い出すのに十分に大きい場合に、著しく増加する。
【００２６】
従って、発明者は、後で説明するように、エルビウム及びその化合物に対して、60キロ電子ボルト（keV）のオーダーの光子エネルギーに対する極大吸収値の存在を実証することができた。この極大吸収値は、さらに、同じエネルギーでの鉛に対して測定されたものよりも大きい。
【００２７】
電離放射線からの光子と放射線減衰化学元素との間の相互作用は、上述したように、光電効果、コンプトン効果、または、実体化効果等の複数の効果に従って起こり得る。主たる効果は、吸収を実行する化学元素の原子数と、吸収される放射線のエネルギーとに、密接に関連する。
【００２８】
60keVの電離放射線を受ける原子数68の元素であるエルビウムの場合、相互作用は、主に、光電効果に従って起こり、これは、電離放射線の各光子が吸収され、エルビウムの原子の電子殻の一つから、電子を追い出すことを意味する。続いて、生じた電子ギャップを再編成し、一つ以上の光子の放出により得られるエネルギーを回収する。
【００２９】
従って、この元素に対しては、これらの光子は、52keVを主に中心とするエネルギーの、X型の二次放射線の基礎となっている。
【００３０】
従って、発明者は、エルビウム及びその化合物、特にその酸化物が、電離放射線、例えば、60keVを主に中心とするエネルギーの、Xまたはガンマ型の電磁放射線を受ける場合、放射線減衰分野において、特に効果的であることを示す実証が可能であった。
【００３１】
60keVを“主に中心とする”エネルギーとは、放射線に対応する、光子のエネルギースペクトルの分布の80%以上の比率が、60keVに等しいエネルギーを有するエネルギーを意味する。
【００３２】
この型の放射線は、例えば、80から150kVの範囲の電位差が印加されるX線発生器から導出されてもよい。
【００３３】
特に、80から140kVの電位差に対して、発明者は、特に、略60keVに等しいエネルギーを有する光子の強い分布の存在を実証することができた。
【００３４】
さらに、この型の放射線は、核燃料、例えば、MOX（プルトニウム及びウランの酸化物の混合物で構成される）により放射される、主たる放射線であってもよく、MOXでは、この主たる放射線が、放射性プルトニウム-241のβ−崩壊により得られる、アメリシウム-241による、ガンマ光子の放射に相当する。
【００３５】
また、前述した、X型の二次電磁放射線の存在が、発明者により考慮された。
【００３６】
その結果、本発明により、エルビウムまたはエルビウムの化合物が、プラセオジムまたはその化合物と組み合わせて、放射線減衰組成物において利用される。
【００３７】
実際には、エルビウムまたはその化合物に関する放射性減衰組成物を、プラセオジムまたはその化合物と共に用いることにより、発明者は、後述するように、二つの極大吸収値の存在を実証することができた。
−エルビウムまたはその化合物、例えば三二酸化エルビウム（III）による、60keVオーダーの光子エネルギーに対する、極大吸収値
−プラセオジムまたはその化合物、例えば酸化プラセオジム（III−IV）による、45keVオーダーの光子エネルギーに対する、他の極大吸収値であり、前述した、エルビウムにより放出される、X型の二次放射線のエネルギーに相当する。
【００３８】
エルビウムの化合物は、好ましくは酸化エルビウム、より好ましくは、化学式Er2O3の三二酸化エルビウム（III）であり、プラセオジムの化合物は、好ましくは酸化プラセオジム、より好ましくは、化学式Pr2O3の酸化プラセオジム（III）、化学式PrO2の酸化プラセオジム（IV）、及び、化学式Pr6O11の酸化プラセオジム（III-IV）から選択される酸化物である。特に、酸化プラセオジム（III-IV）が、極めて好ましい。
【００３９】
本発明による放射線減衰組成物が、そのようなエルビウム及びプラセオジムの酸化物を含む場合、55から65質量%の酸化エルビウムと、35から45質量%の酸化プラセオジムとを含むことが好ましい。さらに好ましくは、放射性減衰組成物は、（60±2）質量%の酸化エルビウムと、（40±2）質量%の酸化プラセオジムとを含む。
【００４０】
さらに、発明者は、また、エルビウムまたはその化合物と、プラセオジムまたはその化合物とを含む、放射性減衰組成物により与えられる、防護スペクトルが、それらをビスマスまたはその化合物と共に用いることにより、さらに拡大されることを示すことができた。
【００４１】
また、本発明の特に好ましい提案によれば、エルビウムまたはその化合物と、プラセオジムまたはその化合物とは、放射性減衰組成物中において、少なくとも、元素の形、または化合物、例えば化学式Bi2O3の三二酸化ビスマス（III）の形の、ビスマスと共に、特に、こうして構成される放射線減衰組成物が受ける電離放射線のエネルギー応じた比率で、用いられる。
【００４２】
従って、エルビウムまたはその化合物、プラセオジムまたはその化合物、及び、ビスマスまたはその化合物に関連する放射性減衰組成物の利用により、発明者は、後述するように、三つの極大吸収値の存在を実証することができた。
−エルビウムまたはエルビウムの化合物、例えば三二酸化エルビウム（III）による、60keVオーダーの光子エネルギーに対する、極大吸収値
−プラセオジムまたはプラセオジムの化合物、例えば酸化プラセオジム（III−IV）による、45keVオーダーの光子エネルギーに対する、曲大吸収値
−最後に、ビスマスまたはビスマスの化合物による、90keVオーダーの光子エネルギーに対する、極大吸収値であり、40keV以下のオーダーの光子エネルギーを有する電離放射に対して、非常に十分な放射性減衰特性が付加される。
【００４３】
また、エルビウムまたはその化合物、プラセオジムまたはその化合物、及び、ビスマスまたはその化合物に関連する組成物の利用が、例えば、0から100keVから成る広いエネルギー範囲を有し、三つの元素それぞれの放射線減衰特性が離散的ではなく連続的な、電離放射線の減衰を可能とすることに留意されたい。
【００４４】
ビスマスは、元素の形で用いられることが好ましい。
【００４５】
また、ビスマスが、放射線減衰組成物に存在する場合、放射線減衰組成物は、30から45質量%の酸化エルビウムと、20から30質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むことが好ましい。さらに好ましくは、放射線減衰組成物は、33から42質量%、特に好ましくは、（36±2）質量%の酸化エルビウムと、22から28質量%、特に好ましくは、（24±2）質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%、さらに好ましくは、（40±2）質量%のビスマスとを含む。
【００４６】
バリエーションでは、エルビウムまたはその化合物とプラセオジムまたはその化合物とに、アンチモン、バリウム、スズ、タンタル、タングステン、ウラン、それらの化合物及び混合物の一つを加えてもよい。
【００４７】
本発明によれば、エルビウムまたはその化合物と、プラセオジムまたはその化合物と、必要であれば、ビスマスまたはその化合物とは、母材に散在する粉末の形で用いられることが好ましい。
【００４８】
従って、また、本発明の課題は、放射線減衰組成物が散在する母材を含む放射線減衰材料であって、該組成物が、粉末の形であり、該組成物が、
−30から70質量%のエルビウムまたはその化合物
−20から50質量%のプラセオジムまたはその化合物
−0から50質量%のビスマスまたはその化合物
を含むことを特徴とする、放射線減衰材料である。
【００４９】
前述したように、エルビウムの化合物は、通常、酸化物であり、特に、化学式Er2O3の三二酸化エルビウム（III）である。
【００５０】
同様に、プラセオジムの化合物は、通常、酸化物であり、化学式Pr2O3の酸化プラセオジム（III）、化学式PrO2の酸化プラセオジム（IV）及び化学式Pr6O11の酸化プラセオジム（III-IV）から選択されることが好ましく、特に、酸化プラセオジム（III-IV）が、極めて好ましい。
【００５１】
本発明による放射線減衰組成物が、そのようなエルビウム及びプラセオジムの酸化物を含む場合、放射線減衰組成物は、55から65質量%の酸化エルビウムと、35から45質量%の酸化プラセオジムとを含むことが好ましい。さらに好ましくは、この組成物は、（60±2）質量%の酸化エルビウムと、（40±2）質量%の酸化プラセオジムとを含む。
【００５２】
また、本発明による放射線減衰組成物が、エルビウムの酸化物と、プラセオジムの酸化物と、ビスマスとを含む場合、放射線減衰組成物は、30から45質量%の酸化エルビウムと、20から30質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むことが好ましい。さらに好ましくは、放射線減衰組成物は、33から42質量%、特に好ましくは、（36±2）質量%の酸化エルビウムと、22から28質量%、特に好ましくは、（24±2）質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%、特に好ましくは、（40±2）質量%のビスマスとを含む。
【００５３】
本発明によれば、材料における母材と放射線減衰組成物との各比率は、該材料が意図される利用に応じて、特に、該利用に関して求められる放射線減衰レベルに応じて、広範囲に変更可能である。
【００５４】
そうすると、母材が、材料の質量の10から25質量%を示し、放射線減衰組成物が、材料の質量の75から90%の質量%を示すことが、通常好ましい。
【００５５】
放射線防護製品、特に、防護オーバーオール等の個人用の防護製品の製造に対しては、母材が、材料の質量の（15±2）質量%を示し、放射線減衰組成物が、材料の質量の（85±2）質量%を示すことが、通常好ましい。
【００５６】
さらに、母材において可能な限り均一なこの組成物の分布を得るために、放射性減衰組成物は、数で少なくとも90%が20μm以下、より好ましくは1μm以下の平均粒子サイズを有する粒子で構成されることが好ましい。
【００５７】
母材に関しては、放射線減衰材料が意図される利用に応じても、選択される。
【００５８】
従って、例えば、グローブ、オーバーオール、カズラ、ジャケット、スカート、オーバースリーブ、甲状腺プロテクター、生殖腺プロテクター、腋窩防護服、眼球防護ヘッドバンド、作業エリア、カーテン、シートの型の個人用の防護製品の製造に対して、所望の機械的特性、柔軟性特性、及び、製品の快適性が、熱可塑性材料、特に、ポリビニル塩化物に基づく母材、または、特に、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリエチレンエラストマー、フッ素系エラストマー（またはフッ素エラストマー）、イソプレン−イソ−ブチレン共重合体（またはブチルゴム）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（またはEPDM）、スチレン−イソプレン−スチレン連鎖共重合体（またはSIS）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン連鎖共重合体（またはSEBS）、及びそれらの混合物から選択されるエラストマー材料に基づく、母材を志向することが好ましい。
【００５９】
バリエーションでは、台、パネル、防護スクリーンの型の集団用防護製品の製造に対して、材料の耐久特性及び耐摩耗性の探求は、シリカ型、特にガラスの母材、エポキシ、ビニルエステル、及び、不飽和ポリエステルの型の樹脂から特に選択される熱硬化性樹脂に基づく母材、または、代わりに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、例えば、ビスフェノールＡポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（またはABS）から特に選択される熱可塑性樹脂に基づく材料、及び、ポリメチルメタクリレート（またはPMMA）等の（メタ）アクリル型の化合物でのABSの共押出により得られる製品を志向することが好ましい。
【００６０】
また、本発明の課題は、前述した放射線減衰材料を含む、電離放射線に対する防護を提供する製品である。
【００６１】
この防護製品は、グローブ、オーバーオール、カズラ、ジャケット、スカート、オーバースリーブ、甲状腺プロテクター、生殖腺プロテクター、腋窩防護服、眼球防護ヘッドバンド、作業エリア、カーテン、シート等の個人用の防護製品であり、または、台、パネル、または防護スクリーン等の、集団用の防護製品である。
【００６２】
本発明は、多数の利点を有する。
【００６３】
実際には、本発明は、ヒトの健康及び環境に対してこれまでに知られている毒性を持たない金属及び金属酸化物から、通常0から100keVから成る幅広い範囲にあるエネルギーの電離放射線、特にX及びガンマ型の電磁放射線を減衰する優れた特性を有する材料及び防護製品の生産を可能とする。
【００６４】
また、それらの製造から生じる廃棄物の処分は、従って、特定の回収及び処理経路を必要としない。
【００６５】
最終的に、使用後のこれらの材料及び製品の処分は、同様に、有毒なまたは放射性の材料による潜在的な汚染により強いられる経路以外の特別な経路を必要としない。
【００６６】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明による材料の製造の実施例と、これらの材料の放射線減衰特性の実証とに関する以下の補足説明を読むことで、明確になる。
【００６７】
これらの実施例は、本発明の課題の説明のために与えられただけであり、課題の限定を構成するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】鉛元素（十字を示す記号により記される曲線）及びエルビウム元素（円を示す記号により記される曲線）の場合での、Eで記される光子エネルギーに応じた、Nで記される質量減衰係数の比較グラフ表現である。
【図２】Zで記される放射線減衰元素の原子数と、Eで記される光子エネルギーとの双方に応じた、電離放射線からの光子間の相互作用の構成要素の概要を示し、“EP”、“EC”及び“EM”で記されるエリア部位は、それぞれ光電効果、コンプトン効果、及び物質化効果の観察領域を示す。
【図３】Eで記される光子エネルギーに応じた、80kVの電位差が印加されるX線発生器からの光子のNで記される表面断面積を示す。
【図４】Eで記される光子エネルギーに応じた、140kVの電位差が印加されるX線発生器からの光子のNで記される表面断面積を示す。
【図５】エルビウム元素（円を示す記号により記される曲線）及びプラセオジム（三角形を示す記号により記される曲線）の場合での、Eで記される光子エネルギーに応じた、Nで記される質量減衰係数の比較グラフ表現である。
【図６】ビスマス元素（正方形を示す記号により記される曲線）の場合を追加した、図５で用いられる形式及び信号を再現する比較グラフ表現である。
【図７】Eで記される光子エネルギーに応じた、アメリシウム-241により放出されるガンマ型の電離放射線からの光子のnで記される表面断面積を、太い線で示す。細い曲線の下方に位置するエリア部位は、光子エネルギーに応じた、電離放射線を受けた本発明によるエルビウムを含む材料からの光子の表面断面積を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
実施例１：本発明による材料の製造
本発明による材料の五つのサンプルE1、E2、E3、E4及びE5が、作られた。
【００７０】
サンプルE1、E2及びE3は、Er2O3及びPr6O11から成る放射線減衰組成物を含む材料に相当し、サンプルE4及びE5は、Er2O3及びPr6O11、及び、元素の形のビスマスから成る放射線減衰組成物を含む材料に相当する。
【００７１】
一片略30センチメートルの正方形の形のこれらのサンプルは、コーティング技術によって作られる。
【００７２】
また、これらのサンプルは、粉末を構成する少なくとも90%の粒子が、20μm以下の平均粒子サイズを有する、粉末の形の放射線減衰組成物を用いる。
【００７３】
これらの各サンプルに対する特性仕様を、表１にまとめる。
2015504159.tif 000002
【００７４】
実施例２：本発明による材料の放射線減衰特性
上の実施例１で得られるサンプルが、特定の電位差が印加されるX線発生器からのX型の電離放射線、または、例えば核燃料の製造に用いられる粉末により放出されるガンマ型の電離放射線を減衰する能力を評価するための試験を受けた。
【００７５】
１．X型の電離放射線の存在下での放射線減衰特性
本発明による材料によるX型の電離放射線の減衰特性は、“診断用医用X線に対する防護装置−第一部：シート材料の減衰特性の測定”を表題とするNF EN 61331-1規格の条件を適用することにより、評価される。
【００７６】
多様な電位差で得られる結果が、etheo(X)で記される鉛の理論等価厚、及び、eexp(X)で記される鉛の測定等価厚として表される。
【００７７】
また、電位差、及び、放射性減衰組成物内のEr2O3/Pr6O11/Biの特定の重量比に対する、Fxで記される利得係数が、etheo(X)に対するeexp(X)の比として定義されている。
【００７８】
比Fxが1に等しい場合、放射線減衰に関する材料の効率は、同じ基本重量で、鉛だけで構成される材料の効率に等しい。
【００７９】
サンプルE1、E2、E4及びE5に対して得られた結果が、以下の表２に示される。
2015504159.tif 000003
【００８０】
本発明による材料により、1.14から1.63の間の利得係数が得られ、これは、これらの材料が、鉛だけで構成される放射線減衰剤を含む材料に比べて、放射線減衰特性を改善したことを意味する。
【００８１】
２．ガンマ型の電離放射線の存在下での放射線減衰特性
本発明による材料によるガンマ型の電離放射線の減衰特性は、この材料を用いるとともに、59keVのエネルギーのガンマ型の電離放射線を放出するアメリシウム-241で構成される一方の放射線源とゲルマニウムガンマ検出器が組み立てられる他方の分光計との間にある距離を置く、装置により、評価される。
【００８２】
用いられる方法は、検出器により記録された光電子吸収ピークのエリアの測定による、アメリシウム-241からのガンマ型の放射線の減衰の測定から成る。このエリアは、同じ方法により、既知の厚みの鉛スクリーンで得られるエリアと比較される。
【００８３】
前述の１項でのように、etheo(γ)で記される鉛の理論等価厚が、試験される材料の基本重量から、及び、金属の形の鉛の密度から、定義され、算出される。言い換えれば、この厚みは、試験される材料と同じ重量で、鉛のみから成る材料の厚みに相当する。
【００８４】
eexp(γ)で記される、測定された鉛の等価厚が、再び明示される。
【００８５】
また、比eexp(γ)/ etheo(γ)に相当する、利得係数Fγが、明示される。
【００８６】
サンプルE2及びE3に対して得られた結果が、以下の表３に示される。
2015504159.tif 000004
【００８７】
本発明による材料により、2より大きい利得係数が得られ、これは、鉛だけで構成される放射線減衰剤を含む材料に比べて、放射線減衰特性を改善した。
【００８８】
Eで記される光子エネルギーに応じた、nで記される反応断面積のグラフ表示が、図７に示される。
【００８９】
光子エネルギーに応じた、アメリシウム-241により放出されるガンマ型の電離放射線からの光子の反応断面積を表す太い曲線は、59.6keVを主に中心とするエネルギーを有する光子の強い分布に相当する極大値を有する。
【００９０】
細い曲線の下にあるエリア部位を比較することにより、59.6keVを主に中心とする放射線の強い減衰が、観察される。
【００９１】
また、X型の二次放射線の放出を観察することもでき、図７において、“RS”及び“RS'”と記され、それぞれのエネルギーが、49及び55keVを主に中心とする、二つの放射線の形で物質化される。
【００９２】
前述したように、本発明によるこのような材料は、MOX燃料からの放射線の減衰のために用いられてもよい。
【００９３】
ここで、この燃料が、計測点から近い距離、通常50センチメートルに置かれた場合、この燃料の同位体組成のばらつきに応じて、ガンマ型の電離放射線は、この燃料からの全てのガンマ及びX放射線の、75から85%の範囲の比率を表すことを、補完的に付け加えることができる。
【００９４】
この高い比率は、電離放射線に対する防護製品の製造において、上述したように、より一層合理的な利用を行わせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９５】
【特許文献１】PCT WO 2006/069007
【特許文献２】US 2008/0128658
【特許文献３】FR 2 948 672
【特許文献４】PCT WO 2005/017556
【特許文献５】DE 10 2006 958
【図１】
2015504159.tif 000005
【図２】
2015504159.tif 000006
【図３】
2015504159.tif 000007
【図４】
2015504159.tif 000008
【図５】
2015504159.tif 000009
【図６】
2015504159.tif 000010
【図７】
2015504159.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月9日(2013.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線減衰組成物として、
−30から70質量%のエルビウムまたはその化合物
−20から50質量%のプラセオジムまたはその化合物
−0から50質量%のビスマスまたはその化合物
を含む、混合物の利用。
【請求項２】
前記エルビウムの化合物が、酸化エルビウムであること、
を特徴とする請求項１に記載の利用。
【請求項３】
前記酸化エルビウムが、化学式Er2O3の三二酸化エルビウム（III）であること、
を特徴とする請求項２に記載の利用。
【請求項４】
前記プラセオジムの化合物が、酸化プラセオジムであること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の利用。
【請求項５】
前記酸化プラセオジムが、化学式Pr6O11の酸化プラセオジム（III-IV）であること、
を特徴とする請求項４に記載の利用。
【請求項６】
前記放射性減衰組成物が、55から65質量%の酸化エルビウムと、35から45質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の利用。
【請求項７】
前記放射性減衰組成物が、（60±2）質量%の酸化エルビウムと、（40±2）質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項６に記載の利用。
【請求項８】
前記放射性減衰組成物が、30から45質量%の酸化エルビウムと、20から30質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の利用。
【請求項９】
前記放射性減衰組成物が、33から42質量%の酸化エルビウムと、22から28質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項８に記載の利用。
【請求項１０】
放射線減衰組成物が散在する母材を含む放射線減衰材料であって、該組成物が、粉末の形であり、該組成物が、
−30から70質量%のエルビウムまたはその化合物
−20から50質量%のプラセオジムまたはその化合物
−0から50質量%のビスマスまたはその化合物
を含むことを特徴とする、放射線減衰材料。
【請求項１１】
前記エルビウムの化合物が、酸化エルビウムであること、
を特徴とする請求項１０に記載の放射線減衰材料。
【請求項１２】
前記酸化エルビウムが、化学式Er2O3の三二酸化エルビウム（III）であること、
を特徴とする請求項１１に記載の放射線減衰材料。
【請求項１３】
前記プラセオジムの化合物が、酸化プラセオジムであること、
を特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の放射線減衰材料。
【請求項１４】
前記酸化プラセオジムが、化学式Pr6O11の酸化プラセオジム（III-IV）であること、
を特徴とする請求項１３に記載の放射線減衰材料。
【請求項１５】
前記放射性減衰組成物が、55から65質量%の酸化エルビウムと、35から45質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項１６】
前記放射性減衰組成物が、（60±2）質量%の酸化エルビウムと、（40±2）質量%の酸化プラセオジムとを含むこと、
を特徴とする請求項１５に記載の放射性減衰材料。
【請求項１７】
前記放射性減衰組成物が、30から45質量%の酸化エルビウムと、20から30質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項１８】
前記放射性減衰組成物が、33から42質量%の酸化エルビウムと、22から28質量%の酸化プラセオジムと、30から45質量%のビスマスとを含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載の放射性減衰材料。
【請求項１９】
前記母材が、材料の質量の10から25質量%を示し、前記放射性減衰組成物が、材料の質量の75から90質量%を示すこと、
を特徴とする請求項１０から１８のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項２０】
前記母材が、材料の質量の（15±2）質量%を示し、前記放射性減衰組成物が、材料の質量の（85±2）質量%を示すこと、
を特徴とする請求項１０から１９のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項２１】
前記放射性減衰組成物が、数で少なくとも90%が20μm以下の平均粒子サイズを有する粒子で構成されること、
を特徴とする請求項１０から２０のいずれか１項に記載の放射性減衰材料。
【請求項２２】
請求項１０から２１のいずれか１項に記載の放射線減衰材料を含む、
電離放射線、特にX及びガンマ型の電磁放射線に対する防護を提供する製品。
【請求項２３】
防護を提供する製品が、グローブ、オーバーオール、カズラ、ジャケット、スカート、オーバースリーブ、甲状腺プロテクター、生殖腺プロテクター、腋窩防護服、眼球防護ヘッドバンド、作業エリア、カーテン、シート、台、パネル、または、防護スクリーンであること、
を特徴とする請求項２２に記載の防護を提供する製品。
【国際調査報告】
2015504159.tif 000012
2015504159.tif 000013
2015504159.tif 000014
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