(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線物質が発生する複数の空間を備えた施設における換気システムであって、
上記空間に空気を供給する給気系統と、上記空間から空気を排気する排気系統とを備え、かつ上記空間同士を連結する連通路が設けられるとともに、上記排気系統に上記空間における上記放射線物質の濃度が高い場合に閉じ、かつ上記空間における放射線物質の濃度が低い場合に開く開閉手段が介装されることにより、上記放射線物質が高濃度の上記空間からの排気を上記連通路から上記放射線物質が低濃度の上記空間に流入させて上記排気系統から系外に排気可能にしたことを特徴とする換気システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線物質が発生する複数の空間を備えた各種施設における換気システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線治療施設の一種である回転ガントリーを擁する陽子線治療施設は、陽子、炭素イオン等の原子レベルの微小粒子を粒子加速器において高速に加速し、得られた粒子ビームを照射装置において、癌の発生位置に対して３６０°方向から命中させることにより、癌細胞のＤＮＡを切断して治療するものである。このような、陽子線治療施設においては、照射装置を用いた治療を行なうに先立って、予め粒子加速器において上記微小粒子を高速に加速して粒子ビームを得る等の種々の準備作業が必要になる。そこで、一般に上記陽子線治療施設においては、互いに独立した複数の陽子線照射治療系を設け、一の治療系における治療と、他の治療系における準備とを適宜交換して行うことにより、全体としての治療効率を向上させる方法が採られている。
【０００３】
ところで、このような陽子線治療施設にあっては、各々の治療系において発生する放射性物質により内部の空気が汚染されるために、当該空気中の放射性核種を所定の濃度以下にするための換気システムを設ける必要がある。
図４は、この種の換気システムが設けられた従来の陽子線治療施設を示すもので、図中符号１、２がそれぞれこの施設おける陽子線照射治療系を示すものである。
【０００４】
これら治療系１、２は、各々粒子加速器が配設されたガントリー室（空間）３、４と、このガントリー室３、４の一画に設けられ、内部に照射装置が配設された照射室（空間）５、６とから概略構成されたものである。そして、当該治療系１、２に、換気システムが設けられている。
この換気システムは、給気ファン７と、この給気ファン７からの空気を各治療系１、２のガントリー室３、４および照射室５、６に送気する給気ダクト８とからなる給気系統と、これらガントリー室３、４および照射室５、６から延出された排気ダクト９と、この排気ダクト９を介して室内の空気を排気する排気ファン１０とからなる排気系統とによって構成されたものである。
【０００５】
上記構成からなる換気システムにおいては、吸気ファン７から給気ダクト８を介して各々のガントリー室３、４および照射室５、６に送気し、放射性物質を含む室内の空気を、排気ファン１０によって吸引して、各室から排気ダクト９を通じて系外に排出する。
この際に、各排気口において、排気中の放射性物質が所定の濃度以下にする必要があり、通常は、排気口前において、別途非管理区域からの放射性物質を含まない排気を図示されない混合ダクトを通じて導入し、各室からの排気と混合することにより、放射性物質の濃度を所定値以下に低減化させたうえで排気している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の換気システムにおいては、放射性物質が発生する各々のガントリー室３、４および照射室５、６毎に配管した給気ダクト８および排気ダクト９によって、単独の換気を行なっていることに加えて、さらに上記混合ダクト等を配管する必要があるために、特に排気系統におけるダクト本数が多く、かつ配管が複雑になるという問題点があった。
【０００７】
また、排気中に含まれる放射性物質のうちには、例えば酸素−１５のように半減期が２分程度のものも含まれているために、放射性物質の発生から排気までの間に、所望の半減期を確保することにより上記濃度を低減化させることが可能になるが、上記従来の換気システムにあっては、各々のガントリー室３、４および照射室５、６に付いて、単独の排気を行なっているために、上記半減期が短い放射性物質に対する濃度低減化効果を有効に利用することができないという問題点もあった。
【０００８】
本発明は、上記従来の換気システムが有する課題を解決すべくなされたもので、排気系統のダクトを簡素化することができるとともに、併せて排気中に含まれる放射性物質の半減期の効果を有効に利用して、当該排気中の放射性物質の濃度を容易に低減化させることが可能になる換気システムを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る換気システムは、放射線物質が発生する複数の空間を備えた施設における換気システムであって、空間に空気を供給する給気系統と、上記空間から空気を排気する排気系統とを備え、かつ上記空間同士を連結する連通路が設けられるとともに、上記排気系統に上記空間における上記放射線物質の濃度が高い場合に閉じ、かつ上記空間における放射線物質の濃度が低い場合に開く開閉手段が介装されることにより、上記放射線物質が高濃度の空間からの排気を上記連通路から上記放射線物質が低濃度の空間に流入させて排気系統から系外に排気可能にしたことを特徴とするものである。
ここで、本発明にいう連通路とは、隣接する空間の間に形成された開口や上記空間を連通させるダクト等の総称である。
【００１０】
請求項１に記載の換気システムにおいては、放射線物質が発生する空間同士を連結する連通路を設け、かつ排気系統に開閉手段を介装しているので、複数の上記空間相互に放射性物質の濃度に高低がある場合に、高濃度の空間に接続された排気系統の開閉手段を閉じるとともに、低濃度の空間に接続された排気系統の開閉手段を開くことにより、高濃度空間からの排気が連通路から低濃度空間に流入し、排気系統から系外に排気されて行く。
【００１１】
このように、上記換気システムによれば、上記空間の間に連通路を設けることにより、従来の換気システムと比べて排気系統をより簡素化することが可能になる。加えて、高濃度の空間から排出された排気が、連通路から低濃度の空間に迂回して流れた後に、排気系統から排出されるために、当該排気中に含まれる放射性物質における半減期の効果を有効に利用することができ、この結果排気口における放射性物質の濃度を、容易に低減化させることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明に係る換気システムを陽子線治療施設における換気システムに適用した一実施形態を示すもので、図４に示したものと同一構成部分に付いては、同一符号を付してその説明を簡略化する。
図１および図２に示すように、この換気システムにおいては、図４に示した排気ダクト９に代えて、各ガントリー室３、４に、排気ファン１０に至る排気ダクト１１ａ、１１ｂが接続されている。そして、これら排気ダクト１１ａ、１１ｂには、それぞれ開閉ダンパ（開閉手段）１２ａ、１２ｂが介装されている。
【００１３】
他方、各ガントリー室３、４と照射室５、６との間には、互いの室間に連通する連通口（連通路）１３ａ、１３ｂが設けられ、さらにガントリー室３とガントリー室４との間には、連通ダクト（連通路）１４が設けられている。
【００１４】
以上の構成からなる排気システムにおいては、図１に示すように、治療系１において治療が行なわれている場合には、照射室５およびガントリー室３からの排気には、高濃度の放射性物質が含まれ、他方準備中の治療系２の照射室６およびガントリー室４内における放射性物質の濃度はこれより低くなる。
そこで、ガントリー室３および照射室５（高濃度室）に連通する排気ダクト１１ａのダンパ１２ａを閉じて、ガントリー室４および照射室６（低濃度室）に連通する排気ダクト１１ｂのダンパ１２ｂを開く。
【００１５】
すると、照射室５内の排気は連通口１３ａからガントリー室３へと流れ、さらにこのガントリー室３からの高濃度の放射性物質を含む排気は、連通ダクト１４から低濃度のガントリー室４へと導入される。そして、このガントリー室４内の排気は、照射室６からの排気とともに、排気ダクト１１ｂから排気ファン１０によって系外に排出されて行く。
【００１６】
次いで、治療系１における治療が終了して次の治療の準備に入り、他方の治療系２における準備が完了して治療が開始した後は、治療系２の照射室６およびガントリー室３からの排気に高濃度の放射性物質が含まれ、逆に準備中の治療系１の照射室５およびガントリー室３内における放射性物質の濃度が低くなる。
この場合には、図２に示すように、ガントリー室４および照射室６（高濃度室）に連通する排気ダクト１１ｂのダンパ１２ｂを閉じて、ガントリー室３および照射室５（低濃度室）に連通する排気ダクト１１ａのダンパ１２ａを開く。
【００１７】
これにより、照射室６内の排気は連通口１３ｂからガントリー室４へと流れるとともに、このガントリー室４からの高濃度の放射性物質を含む排気は、図１に示す場合とは逆に連通ダクト１４から低濃度のガントリー室３へと導入される。そして、このガントリー室３内の排気は、照射室５からの排気とともに、排気ダクト１１ａから排気ファン１０によって系外に排出されて行くことになる。
【００１８】
以上のように、上記換気システムによれば、照射室５、６とガントリー室３、４との間に連通口１３ａ、１３ｂを設け、かつガントリー室３、４間に連通ダクト１４を設けているので、ガントリー室３、４から排気ファン１０への排気ダクト１１ａ、１１ｂのみを配管すればよく、よって図４に示した従来の換気システムと比べて、排気系統をより簡素化することができる。
【００１９】
しかも、治療系１、２における治療と準備とが交互に行なわれる場合に、上述したように、適宜開閉ダンパ１２ａ、１２ｂを開閉して、高濃度室から排出された排気を、連通ダクト１４から低濃度室に迂回させて導入した後に、排気系統から排出しているために、排気中に含まれる放射性物質の半減期の効果を有効に利用することができ、この結果排気口において放射性物質の濃度を容易に低減化させることができる。
【００２０】
【実施例】
図１に示す本発明に係る換気システムと、図４に示す従来の換気システムにおいて、それぞれの排気中における放射性物質（酸素−１５、窒素−１３）の濃度を比較するモデル計算を行なった。
このモデル計算に使用したガントリー室３、４の容積は２５００ｍ3 、照射室の容積は１００ｍ3 、吸気ファン７および排気ファン１０の流量は、共に１２００ｍ3 ／ｈであった。またこの時に、本発明に係る換気システムにおいては、照射室５、６における流量は、５００ｍ3 ／ｈであり、ガントリー室３の流量は、６００ｍ3 ／ｈ、ガントリー室４の流量は、１２００ｍ3 ／ｈであり、他方従来の換気システムにおいては、照射室５、６における流量は、５００ｍ3 ／ｈであり、ガントリー室３、４の流量は、１００ｍ3 ／ｈであった。
【００２１】
図３は、上記実験の結果を示すものである。
図３から、従来の換気システムにあっては、放射性物質である酸素−１５（図中太実線）の最大濃度が約１．５Ｅ−０２であり、窒素−１３の最大濃度（図中太点線）の最大濃度が約５．０Ｅ−０３であったのに対して、本発明に係る換気システムにおいては、酸素−１５（図中細点線）の最大濃度が約１．０Ｅ−０４であり、かつ窒素−１３の最大濃度（図中細実線）の最大濃度が約２．０Ｅ−０３であった。この実験からも、本発明に係る換気システムによれば、従来と比較して、大幅に排気中における放射性物質の濃度が低減することが判る。
【００２２】
なお、上記実施形態においては、本発明の換気システムを、陽子線治療設備の換気システムに適用した場合に付いてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の放射線物質が発生する複数の空間を備えた各種の施設における換気システムとして、同様に適用することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、空間の間に連通路を設けることにより、従来の換気システムと比べて排気系統をより簡素化することができ、しかも放射線物質が高濃度の空間から排出された排気を、放射線物質が低濃度の空間に導入した後に、排気系統から排出することにより、排気中に含まれる放射性物質における半減期の効果を有効に利用することができ、よって結果排気口において放射性物質の濃度を容易に低減化させることができるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の換気システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の換気システムの作用を示す概略構成図である。
【図３】本発明の換気システムと従来の換気システムとの排気中核種濃度の対比を示すグラフである。
【図４】従来の換気システムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、２  治療系
３、４  ガントリー室（空間）
５、６  照射室（空間）
７  給気ファン
８  給気ダクト
１０  排気ファン
１１ａ、１１ｂ  排気ダクト
１２ａ、１２ｂ  開閉ダンパ（開閉手段）
１３ａ、１３ｂ  連通口（連通路）
１４  連通ダクト（連通路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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